JP2010027202A - Magnetic storage device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、磁性体記憶装置に関し、特に、磁性体記憶装置のデータアクセスを高速化するための構成に関する。 The present invention relates to a magnetic storage device, and more particularly to a configuration for speeding up data access of a magnetic storage device.
低消費電力でデータを不揮発性的に記憶するメモリとして、薄膜磁性体メモリ(MRAM:マグネティック・ランダム・アクセス・メモリ)が注目を浴びている。 Thin film magnetic memory (MRAM: Magnetic Random Access Memory) has attracted attention as a memory that stores data in a nonvolatile manner with low power consumption.
この薄膜磁性体メモリのメモリセルは、データ記憶部に、印加磁界によりその磁化方向が決定される自由磁気層と、磁化方向が印加磁界に左右されず一定の磁化方向を有する固定磁気層と、これらの自由磁気層および固定磁気層の間のバリア絶縁膜とで構成される可変磁気抵抗素子を含む。 The memory cell of the thin film magnetic memory includes, in a data storage unit, a free magnetic layer whose magnetization direction is determined by an applied magnetic field, a fixed magnetic layer having a constant magnetization direction regardless of the applied magnetic field, A variable magnetoresistive element constituted by these free magnetic layers and a barrier insulating film between the fixed magnetic layers is included.
自由磁気層と固定磁気層の磁化方向が同じ場合には、このデータの記憶部の電気的抵抗値が最も低く、自由磁気層と固定磁気層の磁化方向が異なる場合には、電気的抵抗値が高くなる。この磁気抵抗効果を利用すれば、メモリセルの自由磁気層および固定磁気層の経路に電流を供給し、その流れる電流量を検知することにより、メモリセルの記憶データの読出を行なうことができる。 When the magnetization direction of the free magnetic layer and the fixed magnetic layer is the same, the electrical resistance value of the storage section of this data is the lowest, and when the magnetization direction of the free magnetic layer and the fixed magnetic layer is different, the electrical resistance value Becomes higher. If this magnetoresistive effect is utilized, current can be supplied to the path of the free magnetic layer and the fixed magnetic layer of the memory cell, and the amount of current flowing through the memory cell can be detected to read the stored data of the memory cell.
データ書込時においては、このメモリセルに対応して互いに直交して配置されるデジット線およびビット線に電流を流し、これらのデジット線およびビット線を流れる電流がそれぞれ誘起する磁界の合成磁界により、自由磁気層の磁化方向を設定する。合成磁界の磁化方向を書込データに応じて設定することにより、自由磁気層の磁化方向を、書込データに従って抵抗の高い状態および抵抗の低い状態に設定することができる。 At the time of data writing, current is passed through digit lines and bit lines arranged orthogonal to each other corresponding to the memory cells, and the combined magnetic fields induced by the currents flowing through these digit lines and bit lines are respectively used. The magnetization direction of the free magnetic layer is set. By setting the magnetization direction of the combined magnetic field according to the write data, the magnetization direction of the free magnetic layer can be set to a high resistance state and a low resistance state according to the write data.
このようなMRAMの基本構成および動作は、非特許文献1(ISSCC2000講演番号TA−7.2)、非特許文献2(ISSCC2000講演番号TA−7.3)、非特許文献3(ISSCC2001講演番号7.6)に示されている。 The basic configuration and operation of such an MRAM are described in Non-Patent Document 1 (ISSCC 2000 Lecture Number TA-7.2), Non-Patent Document 2 (ISSCC 2000 Lecture Number TA-7.3), Non-Patent Document 3 (ISSCC 2001 Lecture Number 7). .6).
これらの非特許文献に示されるMRAMにおいては、メモリセルが、1個の読出選択トランジスタと、1個のMTJ(マグネティック・トンネル・ジャンクション)素子とで構成される。 In the MRAM shown in these non-patent documents, a memory cell is composed of one read selection transistor and one MTJ (Magnetic Tunnel Junction) element.
このようなMRAMにおいて消費電力を低減するために、読出用トランジスタが接続するソース線と可変抵抗素子が接続されるビット線とを、同一電圧レベルにプリチャージし、選択列のビット線およびソース線をそれぞれ内部データ線および接地線に接続する構成が、特許文献1(特開2002−343077号公報)に示されている。 In order to reduce power consumption in such an MRAM, the source line to which the read transistor is connected and the bit line to which the variable resistance element is connected are precharged to the same voltage level, and the bit line and source line of the selected column are precharged. Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-343077) discloses a configuration in which each is connected to an internal data line and a ground line.
MRAMセルは、磁気抵抗効果を利用してデータを記憶しており、高抵抗状態と低抵抗状態の抵抗値の比が十分大きいことが、データを正確に読出すために要求される。メモリセルの磁化特性などが製造時のパラメータなどのばらつきによりばらついた場合、可変磁気抵抗素子の抵抗値も同様ばらつく。このような場合、ダミーセルなどの参照メモリセルの抵抗値との比較でデータを読出した場合、正確なデータ読出が保証されない。そこで、セルフリファレンス方式と呼ばれる以下のようなデータ読出方式が提案されている。選択メモリセルのデータを読出して保持する。次いで、この選択メモリセルにたとえば“0”の固定値を書込み、再びこの選択メモリセルから書込んだ固定値データを読出し、先の保持された読出データとこの新たに読出された固定値データとの比較を行なって内部読出データを生成する。同一のメモリセルに固定値データが書込まれており、読出した固定値データには、元の記憶データと同じ方向の抵抗値変動の影響が現われており、両者を比較することにより、この影響を相殺して、データを読出す。 The MRAM cell stores data using the magnetoresistive effect, and the ratio of the resistance value between the high resistance state and the low resistance state is required to be sufficiently large in order to accurately read the data. When the magnetization characteristics of the memory cell vary due to variations in manufacturing parameters, the resistance value of the variable magnetoresistive element also varies. In such a case, when data is read by comparison with the resistance value of a reference memory cell such as a dummy cell, accurate data reading is not guaranteed. Therefore, the following data reading method called a self-reference method has been proposed. Data in the selected memory cell is read and held. Next, for example, a fixed value of “0” is written to the selected memory cell, the fixed value data written from the selected memory cell is read again, the previously held read data and the newly read fixed value data Are compared to generate internal read data. Fixed value data is written in the same memory cell, and the read fixed value data shows the effect of resistance value fluctuation in the same direction as the original stored data. Is read out and data is read out.
このようなセルフリファレンス方式のMRAMは、特許文献2(特開2002−269968号公報)、非特許文献4(ISSCC2003講演番号16.1)、および非特許文献5(ISSCC2003講演番号16.2)に示されている。 Such a self-reference type MRAM is disclosed in Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-269968), Non-Patent Document 4 (ISSCC 2003 Lecture Number 16.1), and Non-Patent Document 5 (ISSCC 2003 Lecture Number 16.2). It is shown.
MRAMセルアレイにおいては、メモリセルが行列状に配列される。1トランジスタ・1MTJ(またはTMR(トンネル・マグネット・レジスティブ))素子型のメモリセル構造においては、メモリセル各行に対応してワード線およびデジット線が配設され、メモリセル各列に対応してビット線およびソース線が配設される。ワード線には、対応の行のメモリセルの読出選択トランジスタのゲートが接続され、ソース線には、対応の列の読出選択トランジスタの一方導通端子(ソース)が接続される。通常、ソース線は、接地電圧レベルに維持される。ビット線には、対応の列のメモリセルの可変磁気抵抗素子(MTJ素子またはTMR素子)が接続される。デジット線は、対応の行のメモリセルの可変磁気抵抗素子と離れて配置される。 In the MRAM cell array, memory cells are arranged in a matrix. In a one-transistor, one-MTJ (or TMR (tunnel magnet-resistive)) element type memory cell structure, a word line and a digit line are provided corresponding to each row of memory cells, and a bit corresponding to each column of memory cells. Lines and source lines are provided. The word line is connected to the gate of the read selection transistor of the memory cell in the corresponding row, and the source line is connected to one conduction terminal (source) of the read selection transistor in the corresponding column. Usually, the source line is maintained at the ground voltage level. A variable magnetoresistive element (MTJ element or TMR element) of the memory cell in the corresponding column is connected to the bit line. The digit line is arranged away from the variable magnetoresistive element of the memory cell in the corresponding row.
データ書込時には、デジット線に書込電流が供給され、その書込電流により磁界が誘起される。このデジット線には、負荷は接続されていないため、また、電流駆動であり、比較的早く書込電流の立上げおよび立下げを行なうことができる。一方、データ読出時においては、ワード線が選択状態へ駆動され、その電圧レベルがHレベルに設定される。ワード線は、読出選択トランジスタのゲートを構成しており、寄生容量などの負荷が大きく、また電圧駆動であるため、このワード線電圧の立上がりおよび立下がりは比較的遅い。このため、データ書込動作は比較的速く、データ読出動作は比較的遅いというアクセス時間上の不一致が生じる。この不一致を補償する方法の1つとして、1本のワード線を選択状態に維持した状態で、データの書込または読出を行なうページモード動作を実現できるのが望ましい。 At the time of data writing, a write current is supplied to the digit line, and a magnetic field is induced by the write current. Since this digit line is not connected to a load, it is current-driven, and the write current can be raised and lowered relatively quickly. On the other hand, at the time of data reading, the word line is driven to the selected state and its voltage level is set to H level. The word line constitutes the gate of the read selection transistor, has a large load such as parasitic capacitance, and is voltage driven, so that the rise and fall of the word line voltage is relatively slow. For this reason, there is a mismatch in access time that the data write operation is relatively fast and the data read operation is relatively slow. As one method of compensating for this mismatch, it is desirable to be able to realize a page mode operation in which data is written or read while one word line is maintained in a selected state.
しかしながら、ソース線が接地電圧レベルに固定されるMRAMセルアレイ構成では、ワード線を選択した場合、このワード線に接続されるメモリセルの読出選択トランジスタがすべて導通するため、選択ワード線に接続されるメモリセルを介してビット線がソース線に結合される。したがって、データ書込のためにビット線に書込電流を流した場合、このビット線書込電流がメモリセルを介してソース線に流出する。このようなビット線書込電流リークが生じた場合、所望の大きさの磁界を誘起することができず、ビット線誘起磁界不足による誤書込が生じる。また、高抵抗状態のメモリセルの可変磁気抵抗素子に高電圧が印加され、トンネルバリア絶縁膜が破壊される可能性があるという問題が生じる。 However, in the MRAM cell array configuration in which the source line is fixed at the ground voltage level, when the word line is selected, all the read selection transistors of the memory cells connected to the word line are turned on, and therefore connected to the selected word line. A bit line is coupled to the source line via the memory cell. Therefore, when a write current is supplied to the bit line for data writing, this bit line write current flows out to the source line via the memory cell. When such a bit line write current leak occurs, a magnetic field having a desired magnitude cannot be induced, and erroneous writing occurs due to insufficient bit line induced magnetic field. In addition, a high voltage is applied to the variable magnetoresistive element of the memory cell in the high resistance state, and there is a problem that the tunnel barrier insulating film may be destroyed.
前述の特許文献1においては、ビット線およびソース線を同一電位にプリチャージし、データ読出時に選択列のソース線のみを接地に結合する構成が示されている。データ書込時には、ソース線を接地から分離した状態で選択列のビット線対を内部データ線対に接続して、内部データ線から書込ドライバによりビット線書込電流を供給する。しかしながら、この特許文献1においては、消費電流低減については考慮されているものの、ページモード動作などの高速アクセスモードについては考慮していない。
In the above-mentioned
また、非特許文献1から3においても、単にMRAMの基本的な構成が示されているだけであり、ページモード動作などの高速アクセスモードについては考慮されていない。
Also,
セルフリファレンス方式のデータ読出においては、2回のセンス動作と1回のデータ書込動作が行なわれ、データ読出サイクルが長くなる。前述の特許文献2においては、セルフリファレンス方式で32ビットデータを内部で読出してラッチし、クロック信号に同期して外部へ出力することにより、高速データ読出を実現することを図る構成が示されている。メモリセルアレイが32ビット幅の複数のユニットに分割され、これら複数のユニットに対してユニット単位でパイプライン的に所定のシーケンスでセルフリファレンス方式に従ってデータの読出を行なう。この構成では、複数のユニットをパイプライン的にアクセスすることにより、各ユニットからの32ビットデータが、クロック信号に同期して各クロックサイクルごとに読出される。
In the self-reference type data reading, two sensing operations and one data writing operation are performed, and the data reading cycle becomes long. In the above-mentioned
しかしながら、この特許文献2の構成の場合、各ユニットに対して32ビットのセンスアンプを配置しており、したがって、各ビット線に対応してセンスアンプが配置される。このため、センスアンプの数が多くなり、データ読出部のレイアウト面積が増大するという問題が生じる。また、複数のユニットの選択シーケンスが一意的に定められており、連続シリアルアクセスしか行なうことができないという問題が生じる。また、この特許文献2においては、ユニット間の選択アドレスの関係については考慮されておらず、1つのアレイにおいてワード線を選択状態に維持した状態で連続的にこのアレイにアクセスする構成については何ら考慮されておらず、また、データ書込アクセスについては検討されていない。
However, in the configuration of
それゆえ、この発明の目的は、回路規模の増大を抑制しつつ高速にデータアクセスを行なうことのできる磁性体記憶装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a magnetic memory device capable of performing data access at high speed while suppressing an increase in circuit scale.
この発明の第1の観点に係る磁性体記憶装置は、行列状に配列され、各々が記憶データに従ってその抵抗値が設定される可変抵抗素子を有する複数のメモリセルと、各メモリセル行に対応して配置され、各々に対応の行のメモリセルが接続される複数のワード線と、各列に対応して配置され、各々に対応の列のメモリセルが接続される複数のビット線と、基準電圧を供給する基準電圧源と、第1のアドレス信号に従ってアドレス指定された行に対応して配置されるワード線を選択状態に維持する行選択手段と、この行選択手段の活性期間の間に動作モード指示信号に従って選択的に活性化および非活性化され、活性化時、与えられた第2のアドレス信号に従ってビット線を選択する列選択手段と、この列選択手段と並行して動作し、行選択手段により選択されたワード線上の一部のメモリセルを基準電圧源に結合して行および列選択手段により選択されたメモリセルに読出電流が流れる経路を形成する選択接続手段とを備える。 A magnetic memory device according to a first aspect of the present invention corresponds to a plurality of memory cells having variable resistance elements arranged in a matrix and each having a resistance value set according to stored data, and each memory cell row A plurality of word lines connected to the memory cells in the corresponding row, and a plurality of bit lines arranged corresponding to the columns and connected to the memory cells in the corresponding columns. A reference voltage source for supplying a reference voltage, row selection means for maintaining a selected word line arranged corresponding to a row addressed according to a first address signal, and an active period of the row selection means Are activated and deactivated selectively according to the operation mode instruction signal, and when activated, column selection means for selecting a bit line according to the applied second address signal, and operates in parallel with this column selection means. , Row selection hand And a selective connection means for forming a path for read current flows through the memory cell selected by binding to the row and column selection means a portion of a memory cell on the selected word line to a reference voltage source by.
この発明の第2の観点に係る磁性体記憶装置は、各々が記憶データに従って抵抗値が設定される可変抵抗素子を有する複数のメモリセルを含むメモリセルアレイと、このメモリセルアレイの行および列アドレス信号により指定された選択メモリセルの記憶データと該選択メモリセルに書込まれて読出された固定値データとに従って内部読出データを生成する第1の内部読出回路と、データ読出時、前記メモリセルアレイの行および列アドレス信号により指定された選択メモリセルの記憶データの第1の内部読出回路への読出の後、この選択メモリセルへ固定値データを書込み、該固定値データを書込んだメモリセルを内部読出回路へ結合する第1の読出制御回路と、メモリセルアレイの別の行および列アドレス信号により指定された別の選択メモリセルの記憶データに従って内部読出データを生成する第2の内部読出回路と、データ読出時、メモリセルアレイのこの別の選択メモリセルの記憶データの第2の内部読出回路への読出の後、該選択メモリセルへ固定値データを書込み、この固定値データを書込んだメモリセルを第2の内部読出回路へ結合する第2の読出制御回路と、第1および第2の内部読出回路からの内部読出データに従って外部読出データを生成して外部へ出力する出力回路と、第1および第2の読出制御回路を動作モード指示信号に従って個別に活性化する主制御回路を備える。これら第1および第2の読出制御回路は個々独立に活性化可能である。 A magnetic memory device according to a second aspect of the present invention includes a memory cell array including a plurality of memory cells each having a variable resistance element whose resistance value is set in accordance with stored data, and row and column address signals of the memory cell array A first internal read circuit for generating internal read data in accordance with the storage data of the selected memory cell specified by, and the fixed value data written to and read from the selected memory cell; After the storage data of the selected memory cell designated by the row and column address signals is read to the first internal read circuit, the fixed value data is written to the selected memory cell, and the memory cell to which the fixed value data is written A first read control circuit coupled to the internal read circuit and another selection specified by another row and column address signal of the memory cell array A second internal read circuit for generating internal read data in accordance with the stored data of the memory cell, and at the time of data reading, the selection is performed after reading the stored data of this other selected memory cell of the memory cell array to the second internal read circuit. A second read control circuit for writing fixed value data to the memory cell and coupling the memory cell having the fixed value data written thereto to a second internal read circuit, and an internal read from the first and second internal read circuits An output circuit that generates external read data in accordance with data and outputs the data to the outside, and a main control circuit that individually activates the first and second read control circuits in accordance with an operation mode instruction signal. These first and second read control circuits can be activated independently.
この発明の第3の観点に係る磁性体記憶装置は、行列状に配列され、各々が記憶データに従って抵抗値が設定される可変抵抗素子を有する複数のメモリセルを含むメモリセルアレイと、このメモリセルアレイの行および列アドレス信号により指定された選択メモリセルの記憶データと該選択メモリセルに書込まれて読出された固定値データとに従ってメモリセルアレイの列よりもビット数の少ない内部読出データを生成する内部読出回路と、データ読出時、このメモリセルアレイの選択メモリセルの記憶データの内部読出回路への読出後、選択メモリセルへ固定値データを書込み該固定値データを書込んだメモリセルを内部読出回路へ結合する読出制御回路と、内部読出回路からの内部読出データに従って外部読出データを生成して外部へ出力する出力回路と、読出モード指示信号に従って出力回路を活性化する出力制御回路とを備える。この出力制御回路は、内部読出回路の内部データ読出動作期間と少なくとも一部の動作期間が重なるように出力回路を活性化する。 A magnetic memory device according to a third aspect of the present invention includes a memory cell array including a plurality of memory cells arranged in a matrix and each having a variable resistance element whose resistance value is set according to stored data, and the memory cell array Internal read data having a smaller number of bits than the columns of the memory cell array is generated according to the storage data of the selected memory cell designated by the row and column address signals and the fixed value data written to and read from the selected memory cell Internal read circuit and, at the time of data read, after reading the stored data of the selected memory cell of this memory cell array to the internal read circuit, the fixed value data is written to the selected memory cell, and the memory cell to which the fixed value data has been written is read internally. In accordance with the read control circuit coupled to the circuit and the internal read data from the internal read circuit, external read data is generated and output to the outside. And an output circuit which, an output control circuit for activating an output circuit according to a read mode instruction signal. The output control circuit activates the output circuit so that the internal data read operation period of the internal read circuit overlaps at least a part of the operation period.
第1の観点に係る磁性体記憶装置においては、選択ワード線を選択状態においたまま動作モード指示信号に従って列選択手段を選択的に活性化し、また選択ワード線の一部のメモリセルを基準電圧源に結合している。したがって、ワード線を選択した状態で連続的にアクセスする場合、データ読出時一部のメモリセルのみが基準電圧源に結合されており、読出対象のメモリセルに読出電流経路を形成でき、ページモードでデータ読出を行なうことができる。また、列選択手段と選択接続手段を並行して動作しており、書込時にはメモリセルは基準電圧源から分離され、ビット線書込電流のリーク経路が存在しないため、磁界不良に起因する書込不良をを防止することができ、ページモードでデータの書込を行なうことができる。 In the magnetic memory device according to the first aspect, the column selection means is selectively activated in accordance with the operation mode instruction signal while the selected word line is in the selected state, and a part of the memory cells of the selected word line are set to the reference voltage. Coupled to the source. Therefore, when continuous access is performed with the word line selected, only some memory cells are coupled to the reference voltage source during data reading, and a read current path can be formed in the memory cell to be read. The data can be read out with. In addition, since the column selection means and the selection connection means operate in parallel, the memory cell is separated from the reference voltage source at the time of writing, and there is no leak path for the bit line write current, so that the writing due to the magnetic field failure It is possible to prevent imperfection, and data can be written in the page mode.
第2の観点に係る磁性体記憶装置においては、第1および第2の内部読出回路は、各々、行および列アドレス信号に従って選択されたメモリセルのデータを読出しており、各列に読出回路を配置する必要がなく、データ読出部のレイアウト面積が低減される。また、データ読出制御回路は、個々独立に活性化可能であり、最適タイミングでアドレス信号に従って任意のアドレスのメモリセルへランダムにアクセスすることができる。 In the magnetic memory device according to the second aspect, the first and second internal read circuits read data of the memory cells selected according to the row and column address signals, respectively, and a read circuit is provided for each column. There is no need to arrange the layout area, and the layout area of the data reading section is reduced. The data read control circuit can be activated independently and can randomly access a memory cell at an arbitrary address according to an address signal at an optimum timing.
第3の観点に係る磁性体記憶装置においては、メモリセルアレイの選択列のメモリセルのデータを読出して出力しており、読出回路の規模が低減され、またランダムなシーケンスで任意のアドレスのメモリセルへアクセスすることができる。また、内部読出回路と出力回路とをパイプライン的に動作させることにより、高速でデータをアクセスすることができる。 In the magnetic memory device according to the third aspect, the data of the memory cells in the selected column of the memory cell array is read out and output, the scale of the read circuit is reduced, and the memory cell at an arbitrary address in a random sequence Can be accessed. Further, data can be accessed at high speed by operating the internal read circuit and the output circuit in a pipeline manner.
[実施の形態1]
図1は、この発明の実施の形態1に従う磁性体記憶装置の全体の構成を概略的に示す図である。図1において、磁性体記憶装置は、行列状に配列される複数のメモリセルMを有するメモリセルアレイ1を含む。このメモリセルアレイ1においては、メモリセルMは、記憶部に、TMR素子またはMTJ素子などの記憶データに応じて電気的抵抗値が変化する可変抵抗素子を含む。メモリセルMの各行に対応して、ワード線WLおよびデジット線DLが配置され、メモリセルの各列に対応してビット線BLおよびソース線SLが配置される。図1においては、破線円で示される1つのメモリセルMに対するワード線WL、デジット線DL、ビット線BLおよびソース線SLを代表的に示す。
[Embodiment 1]
FIG. 1 schematically shows an overall configuration of a magnetic memory device according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the magnetic memory device includes a
磁性体記憶装置は、さらに、外部からの動作モードを指示するコマンドCMDをクロック信号CLKに同期して取込み各種内部動作指示信号を生成する主制御回路2と、主制御回路2からの行アドレスラッチ指示信号RALおよび列アドレスラッチ指示信号CALに従って外部からのアドレス信号ADを取込み内部行アドレス信号RAおよび内部列アドレス信号CAを生成するアドレス入力回路3と、主制御回路2からのワード線活性化信号RXに従って、アドレス入力回路3からの行アドレス信号RAをデコードし、アドレス指定されたワード線を選択状態へ駆動するワード線駆動回路4と、主制御回路2からの書込活性化信号WXに従ってアドレス入力回路3からの行アドレス信号RAをデコードし、アドレス指定されたデジット線へ書込電流を供給するデジット線駆動回路5と、主制御回路2からの読出列活性化信号RYに従ってアドレス入力回路3からの内部列アドレス信号CAをデコードし、メモリセルアレイ1の列を選択する読出列選択信号を生成する読出列選択回路6と、データ読出時、この読出列選択信号に従ってアドレス指定された列に対応するソース線を基準電圧源(接地)に結合するソース線駆動回路7を含む。
The magnetic memory device further includes a
これらの読出列選択回路6およびソース線駆動回路7により、選択接続手段が構成され、ワード線駆動回路4により選択されたワード線WL上のメモリセルのうちの一部のメモリセルに対するソース線が基準電圧源(接地)に結合される。
These read
この磁性体記憶装置は、さらに、書込活性化信号WXに従って内部列アドレス信号CAをデコードし、書込列選択信号を生成する書込列選択回路9と、この書込列選択信号に従って選択列に対応するビット線に対して書込データに応じた方向に電流を供給するビット線駆動回路8と、読出列選択回路6により選択された列に対応するビット線を流れる電流を内部データバスRBを介して検出して内部読出データを生成する内部読出回路10と、外部とのデータの入出力を行なう入出力回路11を含む。
This magnetic memory device further decodes internal column address signal CA in accordance with write activation signal WX, generates a write column selection signal, and selects a column in accordance with this write column selection signal. A bit line driving circuit 8 for supplying a current to the bit line corresponding to the write data in a direction corresponding to the write data, and a current flowing through the bit line corresponding to the column selected by the read
読出列選択回路6は、活性化時、選択列に対応するビット線を内部読出データバスRBに結合する。内部読出回路10は、主制御回路2からのデータ読出活性化信号SENに従ってビット線へ読出電流を供給し、この読出電流に応じて内部読出データを生成する。
Read
入出力回路11は、制御回路2からの出力活性化信号OENに従って内部読出回路10からの内部読出データをバッファ処理して外部読出データDQを生成する出力回路を含む。この入出力回路11は、また外部からのデータDQに従って内部データを生成してビット線駆動回路8へ与える。この入出力回路11の入力回路は、クロック信号CLKに同期して各クロックサイクルにおいて、書込データを生成してもよく、また、主制御回路2からの図示しない書込指示信号に従って外部データDQをラッチして内部書込データを生成してもよい。
Input /
なお、図1に示す構成においては、メモリセルアレイ1の両側に対向してワード線駆動回路4およびデジット線駆動回路5が配設される。これらのワード線駆動回路4およびデジット線駆動回路5は、メモリセルアレイの一方側に隣接して配置されてもよい。
In the configuration shown in FIG. 1, a word
図1に示す磁性体記憶装置においては、ソース線SLおよびビット線BLは、同一電圧レベルにプリチャージされる。データ読出時、選択列に対応するソース線SLを、ソース線駆動回路7により、基準電圧(接地電圧)レベルに駆動し、選択メモリセルMを介してビット線およびソース線の間に電流が流れる経路を形成する。データ書込時、ソース線駆動回路7は、ソース線をプリチャージ電圧レベルに維持する。従って、ワード線WLが選択状態にあっても、ソース線SLは、基準電圧源から分離されており、選択ビット線BLに、書込データに応じたビット線書込電流を供給しても、ソース線SLに書込電流は流出しないため、十分にビット線書込電流を供給することができる。これにより、ワード線WLを選択状態に維持した状態で、データの書込および読出を列アドレス信号CAに従って実行することができ、ページモードを利用して高速アクセスを実現することができる。 In the magnetic memory device shown in FIG. 1, source line SL and bit line BL are precharged to the same voltage level. At the time of data reading, the source line SL corresponding to the selected column is driven to the reference voltage (ground voltage) level by the source line driving circuit 7, and a current flows between the bit line and the source line via the selected memory cell M. Form a pathway. During data writing, the source line driving circuit 7 maintains the source line at the precharge voltage level. Therefore, even if the word line WL is in the selected state, the source line SL is separated from the reference voltage source, and even if a bit line write current corresponding to the write data is supplied to the selected bit line BL, Since the write current does not flow out to the source line SL, the bit line write current can be sufficiently supplied. Thus, data can be written and read according to column address signal CA while word line WL is maintained in the selected state, and high-speed access can be realized using page mode.
図2は、図1に示す磁性体記憶装置の要部の構成をより具体的に示す図である。図2においては、2行4列に配列されるメモリセルMに関連する部分の構成を代表的に示す。メモリセルMは、MTJ素子またはTMR素子で構成される可変磁気抵抗素子VREと、対応のワード線上の信号電位に従ってこの可変抵抗素子VREを対応のソース線SLに接続する読出選択トランジスタATRを含む。 FIG. 2 is a diagram more specifically showing a configuration of a main part of the magnetic memory device shown in FIG. FIG. 2 representatively shows a configuration of a portion related to memory cells M arranged in 2 rows and 4 columns. Memory cell M includes a variable magnetoresistive element VRE formed of an MTJ element or a TMR element, and a read selection transistor ATR that connects the variable resistance element VRE to a corresponding source line SL according to a signal potential on the corresponding word line.
メモリセル行に対応してワード線WL(WL0,WL1)およびデジット線DL(DL0,DL1)が配設され、メモリセル列それぞれに対応して、ビット線BL(BL0−BL3)およびソース線SL(SL0−SL3)が配設される。可変磁気抵抗素子VREは対応のビット線BLに接続され、読出選択トランジスタATRをは、対応のソース線SLにその一方導通端子が接続される。 Word lines WL (WL0, WL1) and digit lines DL (DL0, DL1) are provided corresponding to the memory cell rows, and bit lines BL (BL0-BL3) and source lines SL are provided corresponding to the memory cell columns, respectively. (SL0-SL3) are arranged. The variable magnetoresistive element VRE is connected to the corresponding bit line BL, and one of the conduction terminals of the read selection transistor ATR is connected to the corresponding source line SL.
図1に示すワード線駆動回路4は、ワード線WL(WL0,WL1)それぞれに対応して設けられ、ワード線選択信号WSL(WSL0,WSL1)それぞれに従って対応のワード線を選択状態へ駆動するワード線ドライバWDR(WDR0,WDR1)を含む。
The word
図1に示すデジット線駆動回路5は、デジット線それぞれに対応して設けられ、デジット線選択信号DSL(DSL0,DSL1)に応答して、対応のデジット線を接地に結合するデジット線ドライバDLDR(DLDR0,DLDR1)を含む。デジット線ドライバDLDRは、一例として、ゲートにデジット線選択信号DSLを受けるトランスファーゲートで構成される。デジット線DL(DL0,DL1)は、電源ノードに常時結合され、電源電圧VCCレベルにプリチャージされる。データ書込時に、選択行のデジット線ドライバが活性化され、選択デジット線に電源ノードから接地ノードに電流が流れる。
Digit
図1に示す内部読出データバスRBは、2つの内部読出データ線RDB1およびRDB2を含む。データの書込/読出は、2ビット単位で実行される。 Internal read data bus RB shown in FIG. 1 includes two internal read data lines RDB1 and RDB2. Data writing / reading is executed in 2-bit units.
読出列選択回路6は、隣接ビット線に対応して設けられ、読出列選択信号CSLR(CSLR0,CSLR1)に従って対応のビット線対を内部データ線RDB1およびRDB2にそれぞれ接続する読出列選択ゲートRCG(RCG0,RCG1)を含む。読出列選択信号CSLR(CSLR0,CSLR1)は、読出列選択回路6に含まれる図示しない読出列デコーダから列アドレス信号CAに従ってデータ読み出し時に生成される。
Read column
図1に示すソース線駆動回路7は、隣接列のソース線の対に対応して設けられるソース線ドライバSLDR(SLDR0,SLDR1)を含む。このソース線ドライバSLDRは、インバータで構成され、対応の列に対する読出列選択信号CSLRに従って対応のソース線を駆動する。ソース線ドライバSLDR0が、ソース線SL0およびSL1を駆動し、ソース線ドライバSLDR1が、ソース線SL2およびSL3を駆動する。読出列選択信号CSLRは、選択時、Hレベル(論理ハイレベル)であり、選択列に対するソース線のみが、ソース線ドライバSLDRに従って接地電圧レベルに駆動され、残りの非選択ソース線は、電源電圧レベルに維持される。したがってデータ書込時、読出列選択信号CSLRは、Lレベル(論理ローレベル)であるため、ソース線SL0からSL3はすべてHレベル(電源電圧VCCレベル)に維持され、ビット線からメモリセルMおよびソース線を介して接地ノードへ電流が流れる経路は存在しない。 A source line driver circuit 7 shown in FIG. 1 includes source line drivers SLDR (SLDR0, SLDR1) provided corresponding to pairs of source lines in adjacent columns. Source line driver SLDR is formed of an inverter, and drives a corresponding source line in accordance with read column selection signal CSLR for the corresponding column. Source line driver SLDR0 drives source lines SL0 and SL1, and source line driver SLDR1 drives source lines SL2 and SL3. Read column selection signal CSLR is at the H level (logic high level) when selected, and only the source line for the selected column is driven to the ground voltage level in accordance with source line driver SLDR, and the remaining unselected source lines are connected to power supply voltage. Maintained at level. Therefore, at the time of data writing, read column select signal CSLR is at L level (logic low level), so that source lines SL0 to SL3 are all maintained at H level (power supply voltage VCC level), and from bit line to memory cell M and There is no path for current to flow through the source line to the ground node.
この場合、選択列において、メモリセルMを介して、ソース線SLからビット線BLへ、データ書込時、電流がソース線ドライバSLDRにより供給されることが考えられる。ソース線ドライバSLDRの電流駆動力を十分小さくすることにより、ビット線書込電流に対するソース線ドライバSLDRからのリーク電流の影響はほぼ抑制することができる。また、ソース線ドライバからのリーク電流がビット線に供給される場合でも、ビット線書込電流を増加させる方向に、ソース線リーク電流がソース線SLからビット線BLへ供給されるため、ビット線書込電流不足による誘起磁界不良の問題は生じず、正確にデータの書込を行なうことができる。 In this case, it is conceivable that in the selected column, current is supplied from the source line SL to the bit line BL via the memory cell M by the source line driver SLDR during data writing. By sufficiently reducing the current driving capability of the source line driver SLDR, the influence of the leakage current from the source line driver SLDR on the bit line write current can be substantially suppressed. Even when a leak current from the source line driver is supplied to the bit line, the source line leak current is supplied from the source line SL to the bit line BL in the direction of increasing the bit line write current. There is no problem of induced magnetic field failure due to insufficient write current, and data can be written accurately.
図1に示すビット線駆動回路8は、ビット線BL(BL0からBL3)それぞれの両側に設けられるビット線ドライバBDR(BDR0からBDR3)およびBDL(BDL0からBDL3)を含む。ビット線ドライバBDRおよびBDLは、対応の列に対して与えられる書込列選択信号CSLW(CSLW0,CSLW1)に従って選択され、選択時、相補書込データD,/Dに従って書込電流を対応のビット線に供給する。ビット線ドライバBDL0からBDL3に対しても、書込列選択信号CSLW0,CSLW1が書込データD,/Dとともに供給されるが、図2においては図面を簡略化するため、この経路は示していない。 The bit line driving circuit 8 shown in FIG. 1 includes bit line drivers BDR (BDR0 to BDR3) and BDL (BDL0 to BDL3) provided on both sides of each bit line BL (BL0 to BL3). Bit line drivers BDR and BDL are selected according to write column selection signal CSLW (CSLW0, CSLW1) applied to the corresponding column, and when selected, write current is applied to the corresponding bit according to complementary write data D, / D. Supply to the wire. The write column selection signals CSLW0 and CSLW1 are also supplied to the bit line drivers BDL0 to BDL3 together with the write data D and / D, but this path is not shown in FIG. 2 in order to simplify the drawing. .
図3は、この発明の実施の形態1に従う磁性体記憶装置のページモード時の動作を示すタイミング図である。以下、図3を参照して、図1および図2に示す記憶装置のページモード時の動作について説明する。 FIG. 3 is a timing diagram representing an operation in the page mode of the magnetic memory device according to the first embodiment of the present invention. Hereinafter, the operation in the page mode of the storage device shown in FIGS. 1 and 2 will be described with reference to FIG.
この磁性体記憶装置は、クロック信号CLKに同期して動作する。アクセスサイクル♯1において、ページモードの開始を示すオープンロウコマンドOpen−Rowとデータ読出を示すリードコマンド(Lレベルの読出指示信号/RE)が与えられる。オープンロウコマンドOpen−Rowは、ワード線を選択状態へ駆動することを指令するコマンドであり、、ページモードでの動作開始を指定する。このオープンロウコマンドOpen−Rowが印加されると、選択ワード線の非選択状態への駆動を指示するクローズロウコマンドが印加されるまで、選択ワード線は選択状態に維持される。
This magnetic memory device operates in synchronization with the clock signal CLK. In
このアクセスサイクル♯1において与えられた行アドレス信号RA♯1に従ってワード線WLは選択状態へ駆動される。また列アドレス信号CA♯1に従って図1に示す読出列選択回路6が列選択動作を行ない、アドレス指定された列に対応する読出列選択信号CSLRが選択状態へ駆動される。応じて、図1に示すソース線駆動回路7においては、この選択列に対応するソース線ドライバSLDRが対応のソース線SLを接地電圧レベルに駆動し、選択列のメモリセルMにおいてビット線からソース線に電流が流れる経路が形成される。一方、読出列選択回路6に含まれる読出列選択ゲートRCGは、選択列において導通し、選択ビット線を内部データ線RDB1およびRDB2に結合する。この後、所定のタイミングで、読出列選択信号CSLRが非選択状態へ駆動される。
In accordance with row address
このアクセスサイクル♯1において指定されたメモリセルのデータは、1クロックサイクル経過後のアクセスサイクル♯2においてデータDOUT♯1として外部へ読出される。このアクセスサイクル♯2において再びクロック信号CLKに同期して、リードコマンドが与えられると、そのときの列アドレス信号CA♯2に従って列選択動作が行なわれる。この場合、ワード線WLは既に選択状態にあるため、単に選択列のビット線を内部データバスRBに結合し、図1に示す内部読出回路10を介して読出すことが要求されるだけである。したがって、クロック信号CLKの立下がりエッジにおいて、データDOUT♯2が出力される。
The data in the memory cell designated in
ページモード時においては従って、データはクロック信号CLKの半サイクルで読み出されるため、このオープンロウコマンドOpen−Rowが与えられてページモード動作が行なわれるときには、クロック信号CLKの立上がりエッジおよび立下がりエッジに同期して、データのアクセスが行なわれる。データ書込は、デジット線を電流駆動するだけであり、クロック信号CLKの半サイクルでデジット線およびビット線を選択して書込電流を供給して、選択メモリセルに対してデータの書込を行う事ができる。 Therefore, in the page mode, data is read out in a half cycle of the clock signal CLK. Therefore, when the page mode operation is performed with the open row command Open-Row, the rising and falling edges of the clock signal CLK are detected. Data is accessed synchronously. Data write only drives the digit line with current, selects the digit line and bit line in half a cycle of the clock signal CLK, supplies the write current, and writes data to the selected memory cell. Can be done.
したがってアクセスサイクル♯3は、クロック信号CLKの立下がりにより始まり、そのときの列アドレス信号CA♯3に従って書込列選択信号CSLWが図1に示す書込列選択回路9より選択状態へ駆動され、この選択列へ、図1に示すビット線駆動回路8から書込データDIN♯3に従ったビット線書込電流が供給される。たとえば、図2においてビット線BL0およびBL1が選択される場合、ビット線ドライバBDL0およびBDR0によりビット線BL0にビット線書込電流が供給され、ビット線ドライバBDL1およびBDR1により、ビット線BL1にビット線書込電流が供給される。このとき、ソース線SL0およびSL1は、Hレベルであり、ビット線BL0およびBL1からソース線SL0およびSL1へ書込電流が流出する経路は存在しない。
Therefore,
このとき、また、ラッチされている行アドレス信号に従って図1に示すデジット線駆動回路5がライトコマンド(書込指示信号/WEで示す)に従って動作し、選択ワード線に対応するデジット線DLを接地ノードに結合し、デジット線書込電流を生じさせる。これにより、選択列に対しデータDIN♯3の書込が実行される。データ書込時においては、デジット線DLが電流駆動され、ワード線に較べて、デジット線電流を高速で立上げ・立下げをすることができ、クロック信号CLKの半サイクル内でデータの書込を実行することができる。
At this time, digit
次のアクセスサイクル♯4においても再びライトコマンドが与えられ、書込指示信号/WEがLレベル、読出指示信号/REがHレベルである。このアクセスサイクル♯4において与えられた列アドレス信号CA♯4に従って列選択動作が行なわれ、選択列に対する書込列選択信号CSLWが選択状態へ駆動され、またラッチされた行アドレス信号に従ってデジット線駆動回路5において選択ワード線に対応するデジット線が、対応のデジット線ドライバにより接地ノードに結合されて、データの書込が実行される。
In the next
アクセスサイクル♯5において、書込指示信号/WEがHレベル、読出指示信号/REがクロック信号CLKの立下がりエッジでLレベルであり、リードコマンドが与えられる。このリードコマンドが与えられた場合には、そのときのアドレス信号CA♯5に従って図1に示す読出列選択回路6により列選択動作が行なわれ、選択列に対する読出列選択信号CSLRが選択状態へ駆動される。対応のソース線ドライバSLDRにより、選択列に対応するソース線が接地ノードに結合され、また、対応の読出列選択ゲートRCGが導通し、選択列に対応するビット線BLが、内部データ線RDB0およびRDB1に接続され、データの読出が行なわれる。アクセスサイクル♯5においてリードコマンドが与えられた場合でも、ワード線WLは選択状態にあるため、次のクロック信号CLKの立上がりエッジで、データDOUT♯5が出力される。
In
アクセスサイクル♯6においてページモード終了を示すクローズロウコマンドがライトコマンドとともに与えられ、オープンロウコマンド(ページモード指示信号)Open−RowがLレベル、書込指示信号/WEがLレベル、読出指示信号/REがHレベルに設定される。これにより、列選択動作がそのときの列アドレス信号CA♯6に従って行なわれ、選択メモリセルに対するデータDIN♯6の書込が行なわれた後に、ワード線WLが、非選択状態へ駆動される。
In
したがって、オープンロウコマンドOpen−Rowが与えられたときにワード線WLを選択状態に維持した状態で、データの書込および読出をそれぞれ示すライトコマンドおよびリードコマンドを与えることにより、データのアクセスを行なうことができる。リードコマンドが与えられたデータ読出時、ワード線WLは既に選択状態にあり、列選択を行なう必要があるだけであるため、クロック信号CLKの半サイクルで、データの読出を行なうことができ、高速アクセスを実現することができる。 Therefore, data is accessed by giving a write command and a read command indicating data writing and reading, respectively, in a state where word line WL is maintained in a selected state when open row command Open-Row is applied. be able to. At the time of data reading to which a read command is applied, the word line WL is already in a selected state and it is only necessary to select a column. Therefore, data can be read out in a half cycle of the clock signal CLK, and high speed Access can be realized.
また、ページモード動作時において、クロック信号CLKの立上がりエッジおよび立下がりエッジ両者に同期してデータの転送を行なっており、現在一般に用いられるDDR(ダブル・データ・レート)モードに従った高速データ転送を実現することができる。 In page mode operation, data is transferred in synchronization with both the rising edge and falling edge of the clock signal CLK, and high-speed data transfer according to the DDR (double data rate) mode that is generally used at present. Can be realized.
図4は、図2に示すビット線ドライバBDR0からBDR3およびBDL0からBDL3の構成の一例を示す図である。図4においては、総称的に、ビット線BLに対して設けられるビット線ドライバBDLおよびBDRを示す。 FIG. 4 is a diagram showing an example of the configuration of bit line drivers BDR0 to BDR3 and BDL0 to BDL3 shown in FIG. FIG. 4 generically shows bit line drivers BDL and BDR provided for bit line BL.
図1に示す書込列選択回路9は、ビット線対に対応して設けられるデコーダ19を含む。このデコーダ19は、書込活性化信号WXの活性化時、内部列アドレス信号CAの所定の組のビットをデコードして、書込列選択信号CSLWを生成する。このデコーダ19からの書込列選択信号CSLWが、ビット線ドライバBDRおよびBDLに共通に与えられる。
Write column selection circuit 9 shown in FIG. 1 includes a
ビット線ドライバBDLは、書込データDと書込列選択信号CSLWとを受けるNANDゲートNG1と、書込列選択信号CSLWと補の書込データ/Dを受けるANDゲートAG1と、NANDゲートNG1の出力信号がLレベルのときに導通してビット線BLへ電源ノードから電流を供給するPチャネルMOSトランジスタPQ1と、ANDゲートAG1の出力信号がHレベルのときに導通してビット線BLから接地ノードへ電流を引抜くNチャネルMOSトランジスタNQ1を含む。データDおよび/Dは、互いに相補なデータである。 Bit line driver BDL includes a NAND gate NG1 receiving write data D and write column selection signal CSLW, an AND gate AG1 receiving write column selection signal CSLW and complementary write data / D, and NAND gate NG1. A P channel MOS transistor PQ1 that conducts when the output signal is at L level and supplies current from the power supply node to the bit line BL, and conducts when the output signal of the AND gate AG1 is at H level and conducts from the bit line BL to the ground node. An N channel MOS transistor NQ1 for drawing a current to is included. Data D and / D are complementary to each other.
ビット線ドライバBDRは、書込列選択信号CSLWと補の書込データ/Dを受けるNANDゲートNG2と、書込データDと書込列選択信号CSLWを受けるANDゲートAG2と、NANDゲートNG2の出力信号がLレベルのとき導通して電源ノードからビット線BLへ電流を供給するPチャネルMOSトランジスタPQ2と、ANDゲートAG2の出力信号がHレベルのとき導通してビット線BLから接地ノードへ電流を引抜くNチャネルMOSトランジスタPQ2を含む。 Bit line driver BDR has a NAND gate NG2 receiving write column selection signal CSLW and complementary write data / D, an AND gate AG2 receiving write data D and write column selection signal CSLW, and an output of NAND gate NG2. P channel MOS transistor PQ2 that conducts when the signal is at L level and supplies current from the power supply node to bit line BL, and conducts when the output signal of AND gate AG2 is at H level and conducts current from bit line BL to the ground node. An N channel MOS transistor PQ2 to be extracted is included.
データ読出時およびプリチャージ時においては、デコーダ19は非活性状態であり、書込列選択信号CSLWは、Lレベルである。したがって、NANDゲートNG1およびNG2の出力信号はともにHレベルであり、またANDゲートAG1およびAG2の出力信号はLレベルであり、MOSトランジスタPQ1、PQ2、NQ1およびNQ2はすべてオフ状態である。データ読出時、このビット線BLは、図2に示す読出列選択ゲートRCG内のトランスファーゲートにより、内部データ線に結合される。
At the time of data reading and precharging,
データ書込時、書込データDおよび/Dが、外部からのデータに対応する論理レベルに設定される。デコーダ19からの書込列選択信号CSLWがHレベルとなると、NANDゲートNG1およびNG2がインバータとして動作し、ANDゲートAG1およびAG2がバッファ回路として動作する。書込データDが“1”(Hレベル)のときには、補の書込データ/DはLレベルであり、ビット線ドライバBDLにおいては、NANDゲートNG1およびANDゲートAG1の出力信号がLレベルとなり、MOSトランジスタPQ1がオン状態、MOSトランジスタNQ1がオフ状態となる。ビット線ドライバBDRにおいては、NANDゲートNG2およびANDゲートAG2の出力信号はともにHレベルとなり、MOSトランジスタPQ2がオフ状態、MOSトランジスタNQ2がオン状態となる。したがって、ビット線BLへは、電源ノードからMOSトランジスタPQ1を介して電流が供給され、この供給された電流がMOSトランジスタNQ2を介して接地ノードへ放電され、ビット線BL上のビット線書込電流IW(BL)は、右から左に向かって流れる。
At the time of data writing, write data D and / D are set to a logic level corresponding to external data. When write column selection signal CSLW from
逆に、書込データDが“0”(Lレベル)のときには、ビット線ドライバBDLにおいては、NANDゲートNG1およびANDゲートAG1の出力信号がともにHレベルとなる。また、ビット線ドライバBDRにおいては、NANDゲートNG2およびANDゲートAG2の出力信号はともにLレベルとなり、MOSトランジスタPQ2がオン状態、MOSトランジスタNQ2がオフ状態となる。したがってこの状態においては、電源ノードからMOSトランジスタPQ2を介してビット線BLに電流が供給され、MOSトランジスタNQ1を介してこの供給された電流が放電される。したがってビット線ドライバBDRからビット線ドライバBDLに向かってビット線書込電流IW(BL)が流れる。 On the contrary, when the write data D is “0” (L level), in the bit line driver BDL, the output signals of the NAND gate NG1 and the AND gate AG1 are both at the H level. In bit line driver BDR, the output signals of NAND gate NG2 and AND gate AG2 are both at L level, MOS transistor PQ2 is turned on, and MOS transistor NQ2 is turned off. Therefore, in this state, a current is supplied from the power supply node to bit line BL via MOS transistor PQ2, and the supplied current is discharged via MOS transistor NQ1. Therefore, a bit line write current IW (BL) flows from the bit line driver BDR toward the bit line driver BDL.
なお、図4に示すビット線ドライバBDLおよびBDRの構成は単なる一例であり、別の構成が用いられてもよく、選択列のビット線に対し書込データに応じた電流を供給する回路構成が、利用されればよい。 The configuration of the bit line drivers BDL and BDR shown in FIG. 4 is merely an example, and another configuration may be used. A circuit configuration for supplying a current corresponding to write data to the bit line of the selected column is used. , Just use.
なお、デコーダ19に対しては、多ビット列アドレス信号CAの所定の組合せの列アドレスビットが与えられてもよく、また、多ビット列アドレス信号CAをプリデコードした信号が与えられてもよい。
Note that a predetermined combination of column address bits of the multi-bit column address signal CA may be supplied to the
図5は、図1に示す主制御回路2の要部の構成を概略的に示す図である。図5において、主制御回路2は、クロック信号CLKとオープンロウコマンド(ページモード指示信号)Open−Rowを受けるANDゲート20と、クロック信号CLKとクローズロウコマンド(ページモード完了指示信号)Close−Rowを受けるANDゲート21と、ページクロック信号CLKPGとクローズロウコマンドClose−Rowを受けるANDゲート22と、ANDゲート21および22の出力信号を受けるORゲート23と、ANDゲート20の出力信号に従ってセットされかつORゲート23の出力信号に従ってリセットされてページモード指定信号OPRWを生成するセット/リセットフリップフロップ24と、このページモード指定信号OPRWをクロック信号CLKの半クロックサイクル期間遅延する半クロック遅延回路25と、半クロック遅延回路25からの遅延ページモード指定信号OPRWDと補のクロック信号/CLKを受けてページモードクロック信号CLKPGを生成するANDゲート26を含む。
FIG. 5 schematically shows a configuration of a main part of
クロック信号CLKおよび/CLKは互いに相補なクロック信号である。
主制御回路2は、さらに、ページモードクロック信号CLKとクロック信号CLKと外部からの書込指示(ライトコマンド)ext/WEを受けて書込モード指定信号WEを生成する書込モード検出回路27と、書込モード指定信号WEに従って所定期間活性状態となる書込活性化信号WXを生成する書込活性化回路28と、ページモードクロック信号CLKPGとクロック信号CLKと外部からのデータ読出指示(リードコマンド)ext/REとを受けて読出モード指定信号REを生成する読出モード検出回路29と、読出モード指定信号REの活性化に従って所定期間読出列活性化信号RYを活性状態に維持する読出列活性化回路30と、読出モード指定信号REとページモード指定信号OPRWに従ってワード線活性化信号RXを生成するワード線活性化回路31を含む。
Clock signals CLK and / CLK are complementary to each other.
The
書込モード検出回路27は、クロック信号CLKの立上がり時またはページモードクロック信号CLKPGの立上がり時にライトコマンドが与えられると、書込モード指定信号WEを活性状態に駆動する。応じて、書込活性化回路28が、所定期間書込活性化信号WXを活性状態に維持する。読出モード検出回路29も同様、クロック信号CLKまたはページモードクロック信号CLKPGの立上がり時においてリードコマンドが与えられると読出モード指定信号REを活性化し、読出列活性化回路30が、読出列活性化信号RYを所定期間活性状態へ駆動する。したがって、ページモードが指定されたときには、ページモードクロック信号CLKPGおよびクロック信号CLK両者の立上がりエッジが、コマンド検出トリガとして用いられるため、ページモード時には、クロック信号CLKの立上がりエッジおよび立下がりエッジに同期して、データの書込/読出が指定される(ページモードクロック信号CLKPGは、補のクロック信号/CLKから生成される)。
Write
ワード線活性化回路31は、読出モード指定信号REの活性化時所定期間(1クロックサイクル期間)ワード線活性化信号RXを活性状態へ駆動し、かつページモード指定信号OPRWが活性状態の間ワード線活性化信号RXを活性状態に維持する。
The word
図6は、図5に示す書込モード検出回路27および書込活性化回路28の構成の一例を示す図である。図6において、書込モード検出回路27は、クロック信号CLKと外部からのライトコマンド(書込指示信号)ext/WEを受けるゲート回路27aと、ページモードクロック信号CLKPGと外部からのライトコマンドext/WEを受けるゲート回路27bと、ゲート回路27aの出力信号の立上がりに応答してワンショットのパルス信号を発生するワンショットパルス発生回路27cと、ゲート回路27bの出力信号の立上がりに応答してワンショットのパルス信号を発生するワンショットパルス発生回路27dと、これらのワンショットパルス発生回路27cおよび27dの出力信号を受けて書込モード指定信号WEを生成するOR回路27eを含む。
FIG. 6 is a diagram showing an example of the configuration of write
ゲート回路27aおよび27bは、外部からのライトコマンドext/WEがLレベルであり、書込モードを指示しているときには、クロック信号CLKおよびページモードクロック信号CLKPGの立上がりに応答してHレベルの信号を、それぞれ、出力する。
ワンショットパルス発生回路27cが通常動作モード時におけるデータ書込タイミングでワンショットのパルス信号を発生し、ワンショットパルス発生回路27dは、ページモード時における書込タイミングで、ワンショットのパルス信号を発生する。
The one-shot pulse generation circuit 27c generates a one-shot pulse signal at the data write timing in the normal operation mode, and the one-shot
書込活性化回路28は、遅延ページモード指定信号OPRWDの非活性化時活性化され、書込モード検出回路27からの書込モード指定信号WEの活性化に従ってワンショットのパルス信号を発生するワンショットパルス発生回路28aと、遅延ページモード指定信号OPRWDの活性化時活性化され、書込モード指定信号WEの活性化に応答してワンショットのパルス信号を発生するワンショットパルス発生回路28bと、これらのワンショットパルス発生回路28aおよび28bの出力信号を受けて書込活性化信号WXを生成するOR回路28cを含む。
Write
ワンショットパルス発生回路28aは、通常アクセス動作モード時に、書込モード指定信号WEの活性化に従ってワンショットのパルス信号を発生し、ワンショットパルス発生回路28bは、ページモード動作時に書込モード指定信号WEに従ってワンショットのパルス信号を生成する。データ書込時において、ビット線およびデジット線を流れる書込電流量は、通常動作モード時およびページ動作モード時においては同じである。データ書込タイミングが異なるだけであり、したがって、ワンショットパルス発生回路28aおよび28bは、このパルス発生タイミングが異なるだけであり、それらの発生するパルスの時間幅は同じである。
One shot
図7は、図6に示す書込モード検出回路27および書込活性化回路28の通常動作モード時の動作を示すタイミング図である。以下、図7を参照して、図6に示す回路の通常動作モード時の動作について説明する。
FIG. 7 is a timing chart representing operations in normal operation mode of write
通常動作モード時においては、ページモードクロック信号CLKPGは、Lレベルであり、ゲート回路27bの出力信号はLレベルに維持される。外部からのライトコマンドext/WEがクロック信号CLKの立上がりエッジでLレベルに設定されると、ゲート回路27aの出力信号がHレベルとなり、応じてワンショットパルス発生回路27cから所定の時間幅を有するワンショットのパルスが発生され、応じて、OR回路27eからの書込モード指定信号WEがHレベルとなる。
In the normal operation mode, page mode clock signal CLKPG is at L level, and the output signal of
書込活性化回路28においては、遅延ページモード指定信号OPRWDはLレベルであるため、ワンショットパルス発生回路28bは非活性状態にあり、その出力信号はLレベルである。一方、ワンショットパルス発生回路28aがイネーブルされ、この書込モード指定信号WEの活性化に応答して所定のタイミングで、ワンショットのパルス信号を発生し、応じて、OR回路28cからの書込活性化信号WXが活性化される。以降、通常動作モード時においては、クロック信号CLKの立上がりエッジでライトコマンドが与えられるごとに、書込モード指定信号WEおよび書込活性化信号WXが、それぞれワンショットのパルス信号の形態で所定のタイミングで活性化される。
In
図8は、図6に示す書込モード検出回路27および書込活性化回路28のページモード時の動作を示すタイミング図である。以下、図8を参照して、図6に示す回路のページモード時の動作について説明する。
FIG. 8 is a timing chart showing operations in page mode of write
ページモードが指定されると、図5に示すセット/リセットフリップフロップ24からのページモード指定信号OPRWがHレベルとなり、半クロックサイクル遅れて、半クロック遅延回路25(図5参照)からの遅延ページモード指定信号OPRWDがHレベルとなる。この遅延ページモード指定信号OPRWDの活性化に従って、図5に示すANDゲート26からのページモードクロック信号CLKPGが、クロック信号CLKと逆相で生成される。
When the page mode is designated, the page mode designation signal OPRW from the set / reset flip-
クロックサイクル♯Aにおいて、クロック信号CLKの立上がりエッジで、ライトコマンドext/WEが与えられると、図6に示すゲート回路27aの出力信号が立上がり、応じてワンショットパルス発生回路27cがワンショットのパルスを発生し、応じて書込モード指定信号WEが活性化される。書込活性化回路28において、ワンショットパルス発生回路28aは、遅延ページモード指定信号OPRWDの活性化に従ってディスエーブル状態にあり、一方、ワンショットパルス発生回路28bが、イネーブル状態にある。したがって、書込モード指定信号WEの活性化に従ってワンショットパルス発生回路28bが、ワンショットのパルスを発生し、応じてOR回路28cから、所定のタイミングで、ワンショットのパルスの形態で、書込活性化信号WXが発生される。
In clock cycle #A, when write command ext / WE is applied at the rising edge of clock signal CLK, the output signal of
クロックサイクル♯Bにおいて、クロック信号CLKの立下がりにおいてライトコマンドが与えられると、ページモードクロック信号CLKPGに従って、ゲート回路27bが、この出力信号を立上げ、応じてワンショットパルス発生回路27dがワンショットのパルスを発生し、OR回路27eからの書込モード検出信号WEが活性化される。したがって、ワンショットパルス発生回路28bが、ワンショットパルスの形態で、書込活性化信号WXを発生する。
In clock cycle #B, when a write command is applied at the fall of clock signal CLK,
クロックサイクル♯Cにおいてクロック信号CLKの立上がりエッジで、ライトコマンドが与えられているときには、書込モード検出回路27において、ゲート回路27aの出力信号がクロック信号CLKの立上がりに同期して立上がり、応じて、ワンショットパルス発生回路27cがワンショットのパルスを発生し、書込モード検出信号WEが活性化される。応じて、ワンショットパルス発生回路28bが、再び、書込モード指定信号WEの活性化に従ってワンショットのパルスを発生し、書込活性化信号WXが活性化される。
When a write command is applied at the rising edge of clock signal CLK in clock cycle #C, write
ページモード時においては、したがって、クロック信号CLKの立上がりエッジおよび立下がりエッジ両者に同期して、ライトコマンドを与えることができる。 In the page mode, therefore, a write command can be applied in synchronization with both the rising edge and falling edge of clock signal CLK.
図5に示す読出モード検出回路29および読出列活性化回路30は、この図6に示す書込モード検出回路27および書込活性化回路28それぞれと同様の構成を備える。図6に示す構成においてライトコマンドext/WEに代えてリードコマンドext/REが与えられればよい。通常動作モード時とページモード時とに対し、別々に、書込活性化回路28においてワンショットパルス発生回路28aおよび28bを設けることにより、通常動作モード時およびページモード時において、データの書込/読出期間およびタイミングを最適化することができる。
Read
なお、図1に示す内部読出回路10を活性化するデータ読出活性化信号SENは、図5に示す読出列活性化回路30からの読出列活性化信号RYの活性化に応答して活性化される。
Data read activation signal SEN for activating
図9は、図5に示すワード線活性化回路31の構成を概略的に示す図である。図9において、ワード線活性化回路31は、読出モード指定信号REの活性化に応答してワンショットのパルス信号PURを発生するワンショットパルス発生回路31aと、ワンショットパルス信号PURと遅延ページモード指定信号OPRWDを受けてワード線活性化信号RXを生成するOR回路31bを含む。
FIG. 9 schematically shows a structure of word
ワンショットパルス発生回路31aからのワンショットパルス信号PURは、通常動作モード時のワード線選択期間およびタイミングを決定し、クロック信号CLKの半クロックサイクルよりも長い活性化期間を有する。
One shot pulse signal PUR from one shot
図10は、図9に示すワード線活性化回路31のページモード時の動作を示すタイミング図である。以下、図10を参照して、図9に示すワード線活性化回路31の動作について説明する。
FIG. 10 is a timing chart showing the operation in the page mode of the word
ページモードを指定するオープンロウコマンドがデータ読出を指示するリードコマンドとともに与えられると、読出モード指定信号REが活性化され、次いで、クロック信号CLKの立下がりに応答して、遅延ページモード指定信号OPRWDが活性化される。この最初のクロックサイクルにおいて、読出モード検出信号REの活性化に従ってパルス信号PRがワンショットパルス発生回路31aから発生され、このワンショットパルス信号PURに従ってワード線活性化信号RXが活性化され、アドレス指定された行に対応して配置されるワード線WLが、選択状態へ駆動される。
When an open row command designating a page mode is applied together with a read command designating data reading, read mode designating signal RE is activated, and then in response to the fall of clock signal CLK, delayed page mode designating signal OPRWD Is activated. In this first clock cycle, pulse signal PR is generated from one-shot
パルス信号PURが非活性化されても、遅延ページモード指定信号OPRWDが活性状態にあるため、ワード線活性化信号RXは活性状態を維持する。 Even if the pulse signal PUR is deactivated, the delayed page mode designating signal OPRWD is in the active state, so that the word line activation signal RX remains in the active state.
クロック信号CLKの立上がりエッジで、リードコマンドが与えられ、次のクロック信号CLKの立下がりに応答して再び、リードコマンドが与えられる。この場合、ワンショットパルス発生回路31aは、読出モード指定信号REの活性化に応答してワンショットのパルス信号PURを発生する。このワンショットのパルス信号PURの活性化期間はクロック信号CLKの半クロックサイクルより長いため、このクロック信号CLKの立下がりに応答して発生される読出モード指定信号REに対してはパルス信号PURは発生されない。
A read command is applied at the rising edge of the clock signal CLK, and the read command is applied again in response to the next falling of the clock signal CLK. In this case, one-shot
クロックサイクル♯2において、クロック信号CLKの立下がりに応答してリードコマンドが与えられると、再び、ワンショットパルス発生回路31aから、ワンショットのパルス信号PURが発生される。この場合でも、遅延ページモード指定信号OPRWDが活性状態にあるため、このワード線活性化信号RXの状態は変化せず、活性状態に維持される。
In
クロックサイクル♯3において、クロック信号CLKの立上りに同期して、ページモード終了を指示するクローズロウコマンドとデータ読出を指示するリードコマンドが与えられる。このクロックサイクル♯3におけるリードコマンドは、先のクロックサイクル♯2におけるリードコマンドによりパルス信号PURが、活性状態にあるため、ワンショットパルスは、クロックサイクル♯3においては新たには発生されない。クロックサイクル♯3においてクロック信号CLKの立上がりに応答して、データ読出が行なわれた後(図5に示す読出列活性化回路30の出力信号RYによる)、クロック信号CLKの立下がりに応答して、遅延ページモード指定信号OPRWDがLレベルに立下がり、またパルス信号PURもLレベルとなる。応じて、OR回路31bからのワード線活性化信号RXが非活性化され、ページモードが終了する。
In
読出モード指定信号REは、図5に示す読出モード検出回路29から生成される。この読出モード検出回路29は、図6に示す書込モード検出回路27と同様の構成を備え、ページモード時、クロック信号CLKの立上がりエッジおよび立下がりエッジに同期して与えられたリードコマンドに従って読出モード指定信号REを活性化する。ワンショットパルス発生回路31aを利用することにより、通常動作モード時のワード線活性化期間を決定する。これにより、通常動作モード時およびページモード時いずれにおいても、正確に、必要な期間、選択ワード線を活性状態に維持することができる。
Read mode designation signal RE is generated from read
図11は、図1に示す主制御回路2のアドレス制御に関連する部分およびアドレス入力回路3の構成を概略的に示す図である。図11において、主制御回路2は、読出モード指定信号REと書込モード指定信号WEを受けるOR回路36と、書込活性化信号WXと読出列活性化信号RYを受けるOR回路36と、OR回路35の出力信号の立上がりに応答してセットされかつOR回路36の出力信号の立下がりに応答してリセットされて列アドレスラッチ指示信号CALを生成するセット/リセットフリップフロップ37と、列アドレスラッチ指示信号CALとページモード指定信号OPRWと遅延ページモード指定信号OPOWDを受けて行アドレスラッチ指示信号RALを生成するOR回路38を含む。
FIG. 11 is a diagram schematically showing a configuration relating to the address control of
アドレス入力回路3は、行アドレスラッチ指示信号RALの活性化に応答して外部アドレスADをラッチし内部行アドレス信号RAを生成する行アドレスラッチ回路3aと、列アドレスラッチ指示信号CLの活性化時、外部からの列アドレス信号ADをラッチし内部列アドレス信号CAを生成する列アドレスラッチ回路3bを含む。これらの行アドレスラッチ回路3aおよび列アドレスラッチ回路3bへは、それぞれ外部アドレス信号ADの行アドレス信号および列アドレス信号が与えられる。
図12は、図11に示す回路の動作を示すタイミング図である。以下、図12を参照して、図11に示す回路の動作について説明する。 FIG. 12 is a timing chart showing the operation of the circuit shown in FIG. The operation of the circuit shown in FIG. 11 will be described below with reference to FIG.
クロックサイクル♯0において、オープンロウコマンドとリードコマンドが与えられ、読出モード指定信号REが活性化され、応じて読出列活性化信号RYが活性化される。このとき、また、ページモード指定信号OPRWが活性化され、応じて行アドレスラッチ指示信号RALが活性状態となり、行アドレスラッチ回路3aがラッチ状態となる。このクロックサイクル♯0において読出動作が完了すると、読出列活性化信号RYが非活性化され、応じて列アドレスラッチ指示信号CALが非活性化される。したがって、クロックサイクル♯0においては、この読出モード指定信号REが活性化されてから、読出列活性化信号RYが非活性化されるまでの期間、列アドレス信号CAがラッチされる。
In
クロックサイクル♯1以降クロックサイクル♯3においてページモード動作が行なわれ、クロック信号CLKの立上がりエッジおよび立下がりエッジにおいてデータの書込/読出が実行される。クロックサイクル♯1においては、リードコマンドがクロック信号CLKの立上がりエッジおよび立下がりエッジに同期して与えられ、読出モード指定信号REおよび読出列活性化信号RYの非活性化に従って列アドレスラッチ指示信号CALが活性化され、応じて列アドレスラッチ回路3bが、クロック信号CLKの半クロックサイクル期間ラッチ状態となり、与えられた列アドレス信号に従って新たな内部列アドレス信号CAを生成する。
Page mode operation is performed in
クロックサイクル♯2および♯3各々において、クロック信号CLKの立上がりエッジおよび立下がりエッジに同期してデータ書込を指示するライトコマンドが与えられ、書込モード指定信号WEおよび書込活性化信号WXに従って列アドレスラッチ指示信号CALが、図11に示すセット/リセットフリップフロップ37により生成される(活性化される)。したがって、この場合においても、クロック信号CLKの各立上がりエッジおよび立下がりエッジに同期して、列アドレスラッチ回路3bが列アドレス信号をラッチし、内部列アドレス信号CAを生成する。
In each of
このページモード動作時において、行アドレスラッチ指示信号RALは活性状態にあり、行アドレスラッチ回路3aはラッチ状態にあるため、内部行アドレス信号RAは変化せず、同一行のワード線が選択状態に維持される。
In this page mode operation, row address latch instruction signal RAL is in the active state and row
クロックサイクル♯4において、クローズロウコマンドがリードコマンドとともに与えられ、ページモード指定信号OPRWが非活性化され、またクロック信号CLKの立下がりに従って、遅延ページモード指定信号OPRWDが非活性化される。このクロックサイクル♯4において、クロック信号CLKの立下がり時においては、既に、列アドレスラッチ指示信号CALは非活性状態にあり(データの読出が半クロックサイクルで行なわれている)、行アドレスラッチ指示信号RALは、遅延ページモード指定信号OPRWDの非活性化に従って非活性化され、行アドレスラッチ回路3aがラッチ状態から解放される。
In
セット/リセットフリップフロップ37を用い、読出モード指定信号REおよび書込モード指定信号WEの活性化に従って列アドレスラッチ指示信号CALを活性化して列アドレスをラッチし、書込活性化信号WXまたは読出列活性化信号RYの非活性化に応答して列アドレスラッチ指示信号CALを非活性化することにより、ページモード時および通常動作モード時における列選択期間を最適なタイミングに設定して、各列アクセスサイクルにおいて列アドレスラッチ指示信号CALを活性/非活性化することができる。
Using set / reset flip-
図13は、図1に示すワード線駆動回路4に含まれるワード線選択信号WSLを発生する部分の構成を概略的に示す図である。図13において、ワード線駆動回路4は、ワード線活性化信号RXの活性化に応答して能動化され、内部行アドレス信号RAをデコードして、ワード線選択信号WSLを生成するデコード回路4aを含む。このデコード回路4aが、ワード線それぞれに対応して設けられ、対応のワード線に配置されるワード線ドライバへ、このワード線選択信号WSLが与えられる。
FIG. 13 schematically shows a structure of a portion for generating word line selection signal WSL included in word
ワード線活性化信号RXは、ページモード時、ページモード指定信号OPRWに従って活性状態にあり、デコード回路4aからは、同一行に対するワード線選択信号WSLが活性状態に維持され、同一行が選択状態におかれる。 The word line activation signal RX is in an active state according to the page mode designation signal OPRW in the page mode, and the word line selection signal WSL for the same row is maintained in the active state from the decode circuit 4a, and the same row is selected. It is put.
図14は、図1に示すデジット線駆動回路5に含まれるデジット線選択信号DSLjを発生する部分の構成を概略的に示す図である。この図14において、デジット線駆動回路5は、書込活性化信号WXの活性化に応答して能動化され、内部行アドレス信号RAをデコードして、デジット線選択信号DSLjを生成するデコード回路5aを含む。このデコード回路5aが、図2に示すデジット線DLそれぞれに対応して設けられ、デジット線選択信号DSLjが、対応のデジット線に配置されるデジット線ドライバへ与えられる。データ書込時において、デコード回路5aが活性化され、ラッチ状態にある行アドレス信号RAに従って、選択行に対応するデジット線に対するデジット線選択信号DSLjが選択状態へ駆動される。
FIG. 14 schematically shows a structure of a portion for generating digit line selection signal DSLj included in digit
図15は、図12示す読出列選択回路6に含まれる読出列選択信号CSLRjを発生する部分の構成を概略的に示す図である。この読出列選択回路6は、ビット線対それぞれに対応して設けられるデコード回路6aを含む。このデコード回路6aは、読出列活性化信号RYの活性化時能動化され、内部列アドレス信号CAをデコードして読出列選択信号CSLRjを生成する。この読出列選択信号CSLRjが、対応のビット線に設けられる読出列選択ゲートおよびソース線ドライバへ与えられる。
FIG. 15 schematically shows a structure of a portion generating read column selection signal CSLRj included in read
読出列活性化信号RYは、データ読出時に活性化され、したがって、読出列選択信号CSLRjは、データ読出時においてのみ活性化される。 Read column activation signal RY is activated at the time of data reading, and therefore read column selection signal CSLRj is activated only at the time of data reading.
図16は、図1に示す書込列選択回路9の構成を概略的に示す図である。この図16において、書込列選択回路9は、ビット線対それぞれに対応して設けられるデコード回路9aを含む。このデコード回路9aは、書込活性化信号WXの活性化時能動化され、内部列アドレス信号CAをデコードして書込列選択信号CSLWjを生成する。この書込列選択信号CSLWjが対応の列に配置されるビット線ドライバへ与えられる。これにより、デコード回路9aは、書込時においてのみ能動化されてデコード動作を行ない、書込列選択信号CSLWjを生成することができる。
FIG. 16 schematically shows a structure of write column selection circuit 9 shown in FIG. In FIG. 16, write column select circuit 9 includes a
[変更例]
図17は、この発明の実施の形態1の変更例のページモード時の動作を示すタイミング図である。以下、図17を参照して、図2に示す磁性体記憶装置のページモード時の動作について説明する。
[Example of change]
FIG. 17 is a timing chart showing the operation in the page mode of the modification of the first embodiment of the present invention. Hereinafter, the operation in the page mode of the magnetic memory device shown in FIG. 2 will be described with reference to FIG.
クロックサイクル♯0においてオープンロウコマンドとリードコマンドとライトコマンドが与えられ、外部からの読出アドレスRDADおよび書込アドレスWRADが、それぞれ与えられ、行および読出列アドレス信号RAおよびCAR♯1、ならびに書込列アドレス信号CAW♯1が生成される。このリードコマンドおよびライトコマンドが並行して与えられた場合、外部からの書込指示信号(ライトコマンド)/WEおよび外部からの読出指示信号(リードコマンド)/REがLレベルに設定され、オープンロウコマンド(ページモード指示信号)Open−RowがHレベルに設定される。このとき、また、データ書込のための書込データDIN♯1が与えられる。
In
クロックサイクル♯0において、列選択動作が行なわれ、読出列選択信号CSLRおよび書込列選択信号CSLWが選択状態へ駆動され、読出列選択ゲートRCGが導通し対応のビット線BLが内部データ線RDB1およびRDB2へ結合される。また、データ書込のために、選択列に対するビット線ドライバBDLおよびBDRが活性化される。読出列アドレス信号CAR♯1および書込列選択信号CSLW♯1は、それぞれ異なる列を規定する。読出列のソース線は接地電圧レベルに駆動され、一方、書込列のソース線は、電源電圧レベルを維持する。これらの異なる列のビット線に対しデータの書込および読出を互いに悪影響を与えることなく実行することができる。オープンロウコマンドが与えられているため、ワード線WLは選択状態をデータ書込/読出後も維持する。
In
クロックサイクル♯1のクロック信号CLKの立上がりにおいてリードコマンドが与えられ、またそのときリードアドレスRDADとして読出列アドレス信号CAR♯2が与えられ、選択列の指定する読出列選択信号CSLRが選択状態へ駆動され、選択列のビット線に接続されるメモリセルのデータの読出が行なわれる。
A read command is applied at the rise of clock signal CLK in
このクロックサイクル♯1のクロック信号CLKの立下がりにおいてライトコマンドが与えられ、書込アドレスWRADとして書込列アドレス信号CAW♯3が与えられ、また書込データDIN♯3が与えられる。この場合、選択列に対応する書込列選択信号CSLWが選択状態へ駆動され、対応のビット線ドライバおよび図示しない図2に示す選択行のデータ線が駆動され、選択メモリセルに対するデータDIN♯3の書込が実行される。このサイクルにおいてデータDOUT♯2が出力されるものの、データ出力ノードをデータ入力ノードと別々に配置するDQ分離構成を用いることにより、データ出力とデータ入力とを並行して実行することができる。
A write command is applied at the fall of clock signal CLK in
クロックサイクル♯2においてクロック信号CLKの立上がりにおいてリードコマンドおよびライトコマンドが与えられ、そのときの列アドレス信号CAR♯4およびCAW♯4により、それぞれ読出列選択信号CSLRおよび書込列選択信号CSLWが選択状態へ駆動され、データの書込および読出が並行して行なわれる。
A read command and a write command are applied at the rise of clock signal CLK in
このクロックサイクル♯2のクロック信号CLKの立下がりに同期してリードコマンドが与えられ、そのときの読出列アドレス信号CAR♯5に従って選択列に対する読出列選択信号CSLRが選択状態へ駆動され、データの読出が行なわれる。このクロックサイクル♯2のクロック信号の立下がり時に、読出データDOUT♯4が出力される。
A read command is applied in synchronization with the fall of clock signal CLK in
クロックサイクル♯3においてクロック信号CLKの立上がりにおいてクローズロウコマンドおよびライトコマンドが与えられ、書込列アドレス信号CAW♯6に従って書込列選択信号CSLWが選択状態へ駆動され、データDIN♯6の書込が実行される。このサイクルにおいては、前のサイクルにおいて与えられた列アドレス信号CAR♯5が指定するメモリセルのデータDOUT♯5が出力される。
In
このクロックサイクル♯3において、データ書込の完了後にクローズロウコマンドに従ってワード線WLが非選択状態へ駆動される。
In
すなわち、同じワード線を選択状態へ駆動した状態で、読出列アドレス信号CARと書込列アドレス信号CAWが異なる列を指定する場合、同じクロックサイクル内でデータの書込および読出を並行して実行することができる。これにより、より高速で、データの転送を行なうことができる。 In other words, when the same word line is driven to the selected state and the read column address signal CAR and the write column address signal CAW specify different columns, data writing and reading are executed in parallel within the same clock cycle. can do. Thereby, data can be transferred at higher speed.
図18は、この発明の実施の形態1の変更例における主制御回路2およびアドレス入力回路3の構成を概略的に示す図である。これらの主制御回路2およびアドレス入力回路3は、それぞれ、図1に示す主制御回路2およびアドレス入力回路3に対応する。
FIG. 18 schematically shows structures of
図18において、主制御回路2は、読出モード指定信号REの活性化に応答してセットされかつ読出列活性化信号RYの非活性化に応答してリセットされて、読出列アドレスラッチ指示信号RCALを生成するセット/リセットフリップフロップ50と、書込モード指定信号WEの活性化に応答してセットされ、かつ書込活性化信号WXの非活性化に応答してリセットされて書込列アドレスラッチ指示信号WCALを生成するセット/リセットフリップフロップ51と、読出モード指定信号REと書込モード指定信号WEを受けるOR回路52と、OR回路52の出力信号とページモード指定信号OPRWと遅延ページモード指定信号OPRWDとを受けて、行アドレスラッチ指示信号RALを生成するOR回路53を含む。
In FIG. 18,
書込モード指定信号WEと書込活性化信号WXは図5に示す書込モード検出回路27および書込活性化回路28から出力される。読出モード指定信号REおよび読出列活性化信号RYは、図5に示す読出モード検出回路29および読出列活性化回路30から出力される。ページモード指定信号OPRWおよび遅延ページモード指定信号OPRWDは、図5に示すセット/リセットフリップフロップ24および半クロック遅延回路25によりそれぞれ出力される。
Write mode designating signal WE and write activation signal WX are output from write
アドレス入力回路3は、読出列アドレスラッチ指示信号RCLに応答して、外部読出列アドレス信号CAR♯をラッチして内部読出列アドレス信号CARを生成する読出列アドレスラッチ回路55と、書込アドレスラッチ指示信号WCALに応答して外部書込アドレス信号CAW♯をラッチして内部書込列アドレス信号CAWを生成する書込列アドレスラッチ回路56と、行アドレスラッチ指示信号RALに応答して外部行アドレス信号RA♯をラッチして内部行アドレス信号RAを生成する行アドレスラッチ回路57を含む。
これらの読出列アドレス信号CAR♯および書込列アドレス信号CAW♯は、それぞれ、外部において、並列に与えられる。行アドレス信号RA♯は、これらの書込および読出に対し共通に与えられる。 Read column address signal CAR # and write column address signal CAW # are externally applied in parallel. Row address signal RA # is commonly applied to these writing and reading.
読出モードが指定されたときには、セット/リセットフリップフロップ50により、データ読出期間中、読出列アドレスラッチ指示信号RCALが活性状態に維持され、読出列アドレスラッチ回路55がラッチ状態となり、外部からの列アドレス信号CAR♯に従って内部読出列アドレス信号CARが生成される。データ書込時においては、セット/リセットフリップフロップ512より、書込列アドレスラッチ指示信号WCALが活性化され書込列アドレスラッチ回路56が、データ書込期間中、ラッチ状態となり、外部からの書込列アドレス信号CAW♯に従って内部書込列アドレス信号CAWが生成される。
When read mode is designated, set / reset flip-
データアクセスが指定されたときには、OR回路53により、行アドレスラッチ指示信号RALが活性状態となり、行アドレスラッチ回路57により、外部行アドレス信号RA♯が内部行アドレス信号RAとしてラッチされる。
When data access is designated, row address latch instruction signal RAL is activated by
この主制御回路2の他の読出列選択回路、ワード線駆動回路、ソース線駆動回路、およびビット線駆動回路の制御を行なうための構成は、先の図5に示す構成を利用することができ、また、メモリセルを選択状態へ駆動してデータの書込/読出を行なうためも選択信号を生成する回路の構成としても、先の図13から図16を参照して説明した構成を利用することができる。
The configuration shown in FIG. 5 can be used as a configuration for controlling other read column selection circuit, word line drive circuit, source line drive circuit, and bit line drive circuit of
図19は、この発明の実施の形態1の変更例におけるデータ入出力回路11の構成を概略的に示す図である。この図19に示すデータ入出力回路11は、図1に示す入出力回路11に対応する。データ入出力回路11は、外部書込データDIN♯から内部書込データDINを生成してビット線駆動回路へ与えるデータ入力回路60と、内部読出回路から与えられた内部読出データDOUTを出力イネーブル信号OENに従って順次外部データDOUT♯として出力するデータ出力回路62を含む。
FIG. 19 schematically shows a structure of data input /
データ入力回路60は、データ書込動作時、書込指示に従ってラッチ状態となり、外部書込データをラッチして内部書込データDINを生成する。ビット線駆動回路部において、クロック信号に同期してメモリセルに対するデータ書込タイミングが調整される。データ出力回路62は、レイテンシおよびページモード/通常動作モードを考慮して読出列活性化信号RYに従ってまたは図1に示すデータ読出活性化信号SENに従って、所定のタイミングで活性化される。データ入力回路60およびデータ出力回路62を並列に設けることにより、データの書込および読出を並行して行なうことができ、高速のデータ転送を実現することができる。
Data input circuit 60 is in a latch state in accordance with a write instruction during a data write operation, latches external write data and generates internal write data DIN. In the bit line driver circuit portion, the data write timing for the memory cell is adjusted in synchronization with the clock signal.
なお、図18に示す構成において、行アドレスラッチ回路57が、データ書込およびデータ読出に対し共通に設けられている。しかしながら、この行アドレスラッチ回路57を、データ書込用およびデータ読出用に別々に設けることにより、データ読出を行なうリードポートおよびデータ書込を行なうライトポートを別々に有する2ポートメモリを実現することができる。
In the configuration shown in FIG. 18, row
以上のように、この発明の実施の形態1に従えば、ワード線を選択状態に維持した状態で、データ読出時、読出列に対応するソース線に対してメモリセルを基準電圧源に結合している。したがって、ワード線を選択状態に維持した状態で、データの書込を行なっても、ビット線書込電流が流出経路は存在せず、ページモードでデータの書込/読出を行なうことが可能となり、高速アクセスが実現される。 As described above, according to the first embodiment of the present invention, memory cells are coupled to the reference voltage source with respect to the source line corresponding to the read column when data is read with the word line maintained in the selected state. ing. Therefore, even if data is written with the word line maintained in the selected state, there is no outflow path for the bit line write current, and data can be written / read in page mode. High speed access is realized.
なお、データは2ビット単位で書込/読み出しされる必要はない。外部データのビット数に応じて、書込/読出データビット数が定められる。 Data need not be written / read in units of 2 bits. The number of write / read data bits is determined according to the number of bits of external data.
[実施の形態2]
図20は、この発明の実施の形態2に従う磁性体記憶装置の全体の構成を概略的に示す図である。図20において、磁性体記憶装置は、互いに独立にメモリセルの選択動作およびデータの書込/読出を行なうことのできるメモリセルアレイ100aおよび100bを含む。これらのメモリセルアレイ100aおよび100bは、各々、実施の形態1と同様の構成を備える。メモリセルアレイ100aがバンクBKAを構成し、メモリセルアレイ100bがバンクBKBを構成する。
[Embodiment 2]
FIG. 20 schematically shows a whole structure of the magnetic memory device according to the second embodiment of the present invention. 20, the magnetic memory device includes
バンクBKAに対しては、アドレスラッチ回路102aからの行アドレス信号をデコードし、行選択信号を生成する行選択回路104aと、行選択回路104aの出力する行選択信号に従ってメモリセルアレイ100aのワード線またはデジット線を選択状態へ駆動するワード/デジット線駆動回路106aと、アドレスラッチ回路102aからの列アドレス信号に従って書込列を選択する書込列選択信号を生成する書込列選択回路108aと、書込列選択回路108aからの書込列選択信号と書込データ生成回路111aからの書込データとに従ってメモリセルアレイ100aの選択列のビット線へ書込電流を供給するビット線駆動回路110aと、アドレスラッチ回路102aからの列アドレス信号に従って読出列選択信号を生成しかつこの選択列に対応するビット線を内部読出バスRB0に結合する読出列選択回路112aと、データ読出時、読出列選択回路112aから読出されたデータに従って内部読出データをメイン読出データバスMRB上に生成する内部読出回路114aと、これらのバンクBKAの動作を制御するバンクA制御回路116aが設けられる。このバンクBKAにおいては、実施の形態1と同様、ソース線駆動回路も配置されるが、図20においては、図面を簡略化するため示していない。
For bank BKA, a row address signal from
バンクBKBに対しても、バンクBKAと同様、アドレスラッチ回路102b、行選択回路104b、ワード/デジット線駆動回路106b、書込列選択回路108b、ビット線駆動回路110b、書込データ生成回路111b、読出列選択回路112b、内部読出回路114bおよびバンクB制御回路116bから設けられる。メモリセルアレイ100bにおいても、ソース線駆動回路が実施の形態1と同様、配置されるものの、図20においては、図面を簡略化するために示していない。
Similarly to the bank BKA, the bank BKB also includes an
これらのバンクBKAおよびBKBのデータの書込/読出動作は、それぞれ、バンクA制御回路116aおよびバンクB制御回路116bにより制御される。このメモリセルアレイ100aおよび100bの周辺回路の構成は、実施の形態1と実質的に同様であるもの、バンクA制御回路116aおよびバンクB制御回路116Bにおいて、データ読出時セルフリファレンス方式に従ってデータを読出すため、データ読出時の制御信号の発生シーケンスが実施の形態1と異なる。
Data write / read operations of these banks BKA and BKB are controlled by bank A control circuit 116a and bank
この磁性体記憶装置は、さらに、外部からのコマンドCMDをクロック信号CLKに同期して取込み、動作モード指定信号MODE、出力活性化信号OEおよび入力活性化信号IEを生成する主制御回路120と、主制御回路120からのラッチ指示信号(図示せず)に従って外部からのアドレス信号ADをラッチして内部アドレス信号を生成するアドレス入力ラッチ122と、主制御回路120からのラッチ指示信号に従って外部からのバンクアドレス信号BADをラッチして内部バンクアドレス信号を生成するバンクアドレスラッチ124と、主制御回路120からの出力活性化信号OEに従ってメイン読出データバスMRB上のデータから外部読出データQを生成するデータ出力回路126と、主制御回路120からの入力活性化信号IEに従って外部データDから内部書込データを生成して、書込データ生成回路111aおよび111bへ、メイン書込データバスMWBを介して伝達するデータ入力回路128を備える。
The magnetic memory device further includes a
アドレス入力ラッチ122からの内部アドレス信号は、アドレスラッチ回路102aおよび102bへ与えられ、またバンクアドレスラッチ124からのバンクアドレス信号が、バンクA制御回路116aおよびバンクB制御回路116bへ与えられる。これらのバンク制御回路116aおよび116bは、バンクアドレスラッチ124からのバンクアドレス信号が、対応のバンクを指定するときに活性化されて、データの読出または書込を行なうための必要な制御を、主制御回路120からの動作モード指定信号MODEに従って実行する。
The internal address signal from
図21は、セルフリファレンス方式のデータ読出時のデータ読出サイクルの構成を示す図である。図21に示すように、データ読出動作は、第1サイクルRead♯1および第2サイクルRead♯2を含む。第1サイクルRead♯1においては、メモリセルの記憶データの読出およびラッチが行なわれ、次いで、固定データ(“0”)の書込が行なわれる。第2サイクルRead♯2においては、書込んだ固定値データの読出し、先のラッチした記憶データと読出した固定値データとの比較に基く内部読出データの生成、およびこの内部読出データを元のメモリセルに書込むリストアが行なわれる。
FIG. 21 shows a structure of a data read cycle at the time of self-reference type data read. As shown in FIG. 21, the data read operation includes a first
固定値データの書込および読出を行なって元の記憶データと比較することにより、固定値データおよび記憶データ両者に現われたメモリセルの特性のずれをセンスアンプ(内部読出回路)において相殺することができ、正確な内部読出データを生成することができ、読出マージンを改善することができる。 By writing and reading fixed value data and comparing it with the original stored data, the sense amplifier (internal read circuit) can cancel out the deviation in the characteristics of the memory cells appearing in both the fixed value data and the stored data. Therefore, accurate internal read data can be generated, and the read margin can be improved.
図22は、図20に示す磁性体記憶装置のデータ読出時の動作を示す信号波形図である。この図22においては、1つのバンクにおけるデータ読出時の波形を示す。メモリセルアレイ100aおよび100bは、実施の形態1と同様の構成を有するため、信号として、図2に示される信号を利用する。以下、図22を参照して、図20に示す磁性体記憶装置のデータ読出動作について簡単に説明する。
FIG. 22 is a signal waveform diagram representing an operation during data reading of the magnetic memory device shown in FIG. FIG. 22 shows a waveform at the time of data reading in one bank. Since
データ読出時においては、読出モード指定信号REが動作モード指定信号MODEとして主制御回路120から生成され、バンクA制御回路116aおよびバンクB制御回路116bへ与えられる。このとき同時にバンクアドレスラッチ124から与えられるバンクアドレス信号に従って、選択バンクに対して設けられたバンク制御回路が活性化され、データ読出に必要な制御信号を生成する。この読出モード指定信号REの活性化に従って、選択バンクにおいてまず第1サイクルRead♯1が始まり、第1サイクル活性化信号READ1が活性状態へ駆動される。この第1サイクル活性化信号READ1の活性化に従って、読出活性化信号RDEN(信号RX,RYに対応)が活性化され、ワード線WLが選択状態へ駆動され、また読出列選択信号CSLRが読出列選択回路(112a,112b)により生成され、選択メモリセルデータが、対応の内部読出回路(114a,114b)により読出されてラッチされる。
At the time of data reading, read mode designating signal RE is generated from
読出活性化信号RDENが所定期間経過後に非活性状態となった後、書込活性化信号WREN(信号WXに対応)が活性状態へ駆動され、デジット線DLへ、対応のワード/デジット線駆動回路(106a,106b)により電流が供給され、また書込列選択回路(108a,108b)により書込列選択信号が生成され、対応のビット線駆動回路110a,110bにより、固定値データ“0”を書込む方向に選択ビット線に電流が供給される。この固定値データを書込むと、書込活性化信号WRENが非活性化され、選択デジット線DLおよびビット線BLへの書込電流供給は停止される。このとき、実施の形態1と同様、ワード線WLが選択状態に維持される。この固定値データの書込が完了すると、第1サイクル活性化信号READ1が非活性化され、第1サイクルRead♯1が完了する。
After the read activation signal RDEN becomes inactive after a predetermined period of time, the write activation signal WREN (corresponding to the signal WX) is driven to the active state, and the corresponding word / digit line drive circuit is connected to the digit line DL. Current is supplied by (106a, 106b), a write column selection signal is generated by write column selection circuits (108a, 108b), and fixed value data “0” is generated by corresponding bit
この第1サイクル活性化信号READ1の非活性化に応答して、第2サイクル活性化信号READ2が活性化され、第2サイクルRead♯2が始まる。この第2サイクル活性化信号READ2の活性化に従って、読出活性化信号RDENが再び活性化され、ラッチされたアドレス信号に従って読出列選択信号CSLRが生成される(ワード線WLは選択状態を維持している)。この読出列選択信号CSLRの活性化により、選択メモリセルに書込まれた固定値データが、対応の内部読出回路により読出され、先の第1サイクルRead♯1において読出された記憶データとの比較が行なわれ、内部読出データが生成される。
In response to the deactivation of the first cycle activation signal READ1, the second cycle activation signal READ2 is activated and the second
読出活性化信号RDENが非活性化され、読出列選択信号CSLRが非活性化されると、再び、書込活性化信号WRENが活性化され、内部読出回路により読出されたデータを元のメモリセルへ書込むリストア動作が実行される。 When read activation signal RDEN is deactivated and read column selection signal CSLR is deactivated, write activation signal WREN is activated again, and the data read by the internal read circuit is transferred to the original memory cell. Restore operation to write to is executed.
このリストア動作時においては、ラッチされたアドレス信号に従ってデジット線DLおよびビット線BLが再び選択され、読出データに従って、書込電流が選択デジット線DLおよび選択ビット線BLに供給される。このリストア動作が完了すると、第2サイクル活性化信号READ2が非活性化され、第2サイクルRead♯2が完了し、データを内部で読み出す1つのデータリードサイクルが完了する。
In this restore operation, digit line DL and bit line BL are selected again according to the latched address signal, and a write current is supplied to selected digit line DL and selected bit line BL according to the read data. When this restore operation is completed, second cycle activation signal READ2 is deactivated, second
なお、このワード線WLの非活性状態への駆動は、第2サイクルRead♯2において、読出活性化信号RDENの非活性化に応じて行なわれてもよく、また書込活性化信号WRENの非活性化に応じて内部回路が初期状態へリセットされるとき、同様に、ワード線WLが非活性状態へ駆動されてもよい。
The driving of the word line WL to the inactive state may be performed in response to the deactivation of the read activation signal RDEN in the second
図23は、この発明の実施の形態2に従う磁性体記憶装置のデータ読出シーケンスを示す図である。図23においては、4つのデータリードサイクル♯1から♯4を示す。
FIG. 23 shows a data read sequence of the magnetic memory device according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 23, four data read
クロック信号CLKの立上がりに同期して、バンクBKAに対し、リードコマンドが与えられ、そのときのアドレス信号Add♯1に従ってワード線WL♯1が選択状態へ駆動され、データの読出が行なわれる。ここで、ワード線WLAおよびWLBは、バンクBKAおよびBKBのワード線を総称的に示す。また、バンクBKAは、バンクアドレスBADが“0”のときに指定され、バンクBKBが、バンクアドレスBADが“1”のときに指定される。このワード線WL♯1に接続されるメモリセルの記憶データの読出の後、固定値“0”の選択メモリセルへの書込が行なわれる。
In synchronization with the rise of clock signal CLK, a read command is applied to bank BKA, and word
ワード線WL♯1に対する第2サイクルRead♯2において、ワード線WL♯1上のメモリセルから、第1サイクルにおいて書込まれた固定値データの読出が行なわれて、内部読出データがメイン読出データバスMRB上に読出され、次いで、外部データQとして、データDout♯1が出力される。この外部データ出力時、内部の読出データバスMRB上の読出データが元のメモリセルに書込まれ、記憶データのリストアが実行される。
In second
このワード線WL♯1の第2サイクルRead♯2実行時、クロック信号CLKの立上がりに従ってバンクBKBに対するデータ読出を指示するリードコマンドが、アドレス信号Add♯2とともに与えられる。これにより、バンクBKBにおいてワード線WLBのうちアドレス指定された行のワード線WL♯2が選択状態へ駆動され、第1サイクルRead♯1の記憶データの読出、固定値データの書込、および第2サイクルRead♯2の固定値データの読出および読出したデータの再書込(リストア)が実行される。
At the time of execution of second
以降、リードサイクル♯3および♯4それぞれにおいて、アドレス信号Add♯3およびAdd♯4に従ってバンクBKAおよびBKBにデータ読出が指示され、内部メイン読出データバスMRBに、データRD♯2およびRD♯3がそれぞれ各クロックサイクルごとに読出され、外部データQとしてデータDout♯2およびDout♯3が出力される。また、これらの内部読出データバスMRBのデータRD♯2およびRD♯3の元のメモリセルに対する再書込が実行される。
Thereafter, in
したがって、このセルフリファレンス方式のデータ読出が行なわれ、データ読出に2クロックサイクル必要とされる場合、バンクBKAおよびバンクBKBに交互に、データ読出指示を与えることにより、データ読出のレイテンシが2クロックサイクルの場合、最初のリードアクセスサイクル♯1から、2クロックサイクル経過後に、各クロックサイクルごとにデータQを出力することができ、データ読出を高速で行なうことができる。
Therefore, when data reading of this self-reference method is performed and two clock cycles are required for data reading, the data reading latency is set to two clock cycles by alternately giving data reading instructions to bank BKA and bank BKB. In this case, after two clock cycles have elapsed from the first read
なお、図23において破線で示すように、固定値データの書込時、ワード線が非選択状態へ駆動されてもよい。この固定値データの書込時にワード線を非選択状態へ駆動する場合、メモリアレイ構造として、後に変更例として示すソース線が接地電圧に固定される構成を適用することができ、アレイ構造に対する制約が低減される。 As indicated by a broken line in FIG. 23, the word line may be driven to a non-selected state when writing fixed value data. When the word line is driven to a non-selected state at the time of writing the fixed value data, a configuration in which the source line, which will be described later as a modified example, is fixed to the ground voltage can be applied as the memory array structure, and the array structure is restricted. Is reduced.
図24は、図20に示すバンクA制御回路116aおよびバンクB制御回路116bの構成の一例を示す図である。これらのバンクA制御回路116aおよびバンクB制御回路116bは、与えられるバンクアドレス信号の論理が異なるだけであり、内部構成は同一であるため、図24においては、これらのバンクA制御回路116aおよびバンクB制御回路116bを、バンク制御回路116で示す。
FIG. 24 shows an example of the configuration of bank A control circuit 116a and bank
図24において、バンク制御回路116は、読出モード指定信号REとバンクアドレス信号BAD(または/BAD)を受けるANDゲート150と、ANDゲート150の出力信号の立上がりに応答してセットされてクロック信号CLKをカウントするリングカウンタ151と、ANDゲート150の出力信号の立上がりに応答してセットされかつリングカウンタ151からのカウントアップ信号CUPに従ってリセットされて、第1サイクル活性化信号READ1を出力するセット/リセットフリップフロップ152と、第1サイクル活性化信号READ1の立下がりに応答してセットされかつリングカウンタ151からのカウントアップ信号CUPに従ってリセットされて、第2サイクル活性化信号READ2を出力するセット/リセットフリップフロップ153と、これらの活性化信号READ1およびREAD2を受けるOR回路154と、OR回路154の出力信号の立上がりに応答してワンショットのパルスの形態で読出活性化信号RDENを出力するワンショットパルス発生回路155と、OR回路154の出力信号の立下がりに応答してワンショットのパルス形態で書込活性化信号WRENを生成するワンショットパルス発生回路156を含む。
In FIG. 24,
リングカウンタ151は、活性化時、クロック信号CLKのカウント値が所定値に到達するとカウントアップ信号CUPを活性化し、再度、初期値からカウント動作を行う。リングカウンタ151は、第2サイクル活性化信号READ2の立下がりに応答して非活性化され、カウント動作を停止する。
When activated, the
この図24に示すバンク制御回路116の構成において、対応のバンクに対して読出動作が指示された場合には、AND回路150の出力信号がHレベルとなり、リングカウンタ151が起動されて、クロック信号CLKをカウントする。セット/リセットフリップフロップ152は、このリングカウンタ151からカウントアップ信号CUPが与えられるまでの期間、第1サイクル活性化信号READ1を活性状態に維持する。この第1サイクル活性化信号READ1の活性化(立上り)に応答して、OR回路154の出力信号がHレベルに立上がる。このOR回路154の出力信号の立上がりに応答して、ワンショットパルス発生回路155からの読出活性化信号RDENが活性化され、ワード線の選択および読出列の選択が行なわれ、記憶データの読出が実行される。
In the configuration of
読出活性化信号RDENが所定時間経過後に非活性化されると、ワンショットパルス発生回路156からの書込活性化信号WRENが活性化され、書込列選択信号が生成され、またデジット線の選択が行なわれ、固定値データの書込が行われる。この第1サイクルが完了すると、リングカウンタ151からカウントアップ信号CUPが発生され、セット/リセットフリップフロップ152および153がともにリセットされて、第1サイクル活性化信号READ1が非活性化され、続いて、第2サイクル活性化信号READ2が活性化されて、再び、ワンショットパルス発生回路155および156により、読出活性化信号RDENおよび書込活性化信号WRENがそれぞれ所定期間活性化される。
When read activation signal RDEN is deactivated after a predetermined time has elapsed, write activation signal WREN from one shot
読出サイクルが完了すると、第2サイクル活性化信号READ2が、リングカウンタ151からのカウントアップ信号CUPにより非活性化され、また、リングカウンタ151がカウント動作を停止する。
When the read cycle is completed, the second cycle activation signal READ2 is deactivated by the count up signal CUP from the
なお、この図24に示す構成において、ワード線WLは、読出活性化信号RDENの活性化期間中選択状態に維持されてもよい。また、これに代えて、ワード線WLは選択状態へ駆動された後、第2サイクル活性化信号READ2の活性化時、書込活性化信号WRENの非活性化に応答して非選択状態に駆動されてもよい。 In the configuration shown in FIG. 24, word line WL may be maintained in the selected state during the activation period of read activation signal RDEN. Alternatively, after the word line WL is driven to the selected state, when the second cycle activation signal READ2 is activated, the word line WL is driven to the unselected state in response to the deactivation of the write activation signal WREN. May be.
図25は、図20に示す書込データ生成回路111aおよび111bの構成の一例を示す図である。これらの書込データ生成回路111aおよび111bは同一構成を有するため、図25においては、書込データ生成回路111で、これらの書込データ生成回路111aおよび111bを示す。
FIG. 25 shows an example of the configuration of write
図25において、書込データ生成回路111は、第1サイクル活性化信号READ1の活性化時活性化され固定値データ“0”を出力するトライステートバッファ160と、第2サイクル活性化信号READ2の活性化時活性化され、メイン読出データバスMRB上のデータを伝達するトライステートバッファ162と、第1および第2サイクル活性化信号READ1およびREAD2を受けるNORゲート163と、NORゲート163の出力信号がHレベルのときに活性化され、メイン書込データバスMWB上のデータを転送するトライステートバッファ164を含む。これらのトライステートバッファ160、162および164の出力は共通に結合され、対応のバンクのビット線駆動回路へ、その出力データが伝達される。
In FIG. 25, the write
この図25に示す書込データ生成回路の構成においては、第1サイクルにおいては、トライステートバッファ160が活性化され、固定値データ“0”が対応のビット線駆動回路へ伝達される。第2サイクルにおいては、トライステートバッファ162が、メインリードデータバスMRB上のデータを対応のビット線駆動回路へ転送し、記憶データのリストアが行なわれる。NORゲート613の出力信号がHレベルのときには、これらの活性化信号READ1およびREAD2はともに非活性状態であり、データ書込が指定されるときであり、そのときに、メイン書込データバスMWBの内部書込データが、対応のビット線駆動回路へ伝達される。
In the configuration of the write data generation circuit shown in FIG. 25, in the first cycle,
これにより、各サイクルにおいて、固定値データの書込および記憶データのリストアを行なうことができる。これらのデータの書込は、ビット線駆動回路において、書込活性化信号WRENの活性化に従って実行される。 Thereby, in each cycle, fixed value data can be written and stored data can be restored. Writing of these data is executed in the bit line driving circuit in accordance with activation of write activation signal WREN.
なおセンスアンプなどを含む内部読出回路の構成は、先の特許文献1または特許文献2の構成が利用されてもよい。ラッチ回路と比較回路とでこの内部読出回路を形成することができる。
Note that the configuration of the above-described
[変更例1]
図26は、この発明の実施の形態2の変更例1に従うメモリセルMの構成を概略的に示す図である。この図26に示すメモリセルMにおいては、アクセストランジスタATRが結合するソース線SLは接地ノードに常時結合される。この図26に示すメモリセルMを利用する場合には、データ書込時、ワード線WLを非選択状態に駆動する。すなわち、ワード線WLの選択期間は、読出活性化信号RDENの活性化期間により決定される。この図26に示すメモリセルMを利用する場合でも、セルフリファレンス方式でデータ読出が行なわれる場合、バンクを交互にアクセスすることにより、各クロックサイクルごとにデータの読出を行なうことができる。
[Modification 1]
FIG. 26 schematically shows a structure of memory cell M according to the first modification of the second embodiment of the present invention. In memory cell M shown in FIG. 26, source line SL to which access transistor ATR is coupled is always coupled to the ground node. When memory cell M shown in FIG. 26 is used, word line WL is driven to a non-selected state during data writing. That is, the selection period of word line WL is determined by the activation period of read activation signal RDEN. Even when the memory cell M shown in FIG. 26 is used, when data is read by the self-reference method, data can be read every clock cycle by alternately accessing the banks.
[変更例2]
図27は、この発明の実施の形態2の変更例2のメモリセルの構成を概略的に示す図である。この図27において、メモリセルMは、ビット線BLとワード線WLの間に配設される可変磁気抵抗素子VREで構成され、読出選択トランジスタは配置されない。このメモリセルMは、ワード線WLとビット線BLの交差部に配置され、いわゆる「クロスポイント」セルと呼ばれる。デジット線およびソース線は、配置されない。
[Modification 2]
FIG. 27 schematically shows a structure of a memory cell according to the second modification of the second embodiment of the present invention. In FIG. 27, a memory cell M is formed of a variable magnetoresistive element VRE disposed between a bit line BL and a word line WL, and no read selection transistor is disposed. The memory cell M is arranged at the intersection of the word line WL and the bit line BL, and is called a so-called “cross point” cell. Digit lines and source lines are not arranged.
データ書込時においては、ワード線WLをデジット線として利用して書込電流を供給し、またビット線BLにも書込電流を供給する。したがって、このデータ書込時、ワード線WLとビット線BLの間で書込電流がメモリセルMを介して流れ、磁界不良が生じ、書込マージンが低下する可能性がある。このため、メモリセルMの可変磁気抵抗素子VREの抵抗値は十分大きくされ、磁気抵抗比(高抵抗状態と低抵抗状態の磁気抵抗の比)は小さくなる(たとえば20%)。したがって、このような高抵抗のメモリセルMを利用する場合、データ読出を行なう場合、読出電流を十分に駆動できず、読出サイクル時間が長くなる。しかしながら、上述のようなインタリーブ態様でバンク交互にデータの読出を行なうことにより、実効的に読出サイクル時間を短くすることができ、高速データ読出を行なうことができる。データ書込は、単に誘起磁界による磁化方向の設定であり、読出に比べて十分短い時間内で実現され、データ読出サイクルの間に挿入することができる。 At the time of data writing, a write current is supplied using word line WL as a digit line, and a write current is also supplied to bit line BL. Therefore, at the time of data writing, a write current flows between the word line WL and the bit line BL through the memory cell M, a magnetic field defect may occur, and the write margin may be reduced. For this reason, the resistance value of the variable magnetoresistive element VRE of the memory cell M is sufficiently increased, and the magnetoresistance ratio (ratio of magnetoresistance between the high resistance state and the low resistance state) is decreased (for example, 20%). Therefore, when such a high-resistance memory cell M is used, when data is read, the read current cannot be driven sufficiently, and the read cycle time becomes long. However, by reading data alternately in banks in the interleave manner as described above, the read cycle time can be effectively shortened and high-speed data reading can be performed. Data writing is simply the setting of the magnetization direction by an induced magnetic field, which is realized within a sufficiently short time compared to reading, and can be inserted between data reading cycles.
[変更例3]
図28は、この発明の実施の形態2の変更例3のメモリセルMの構成を概略的に示す図である。この図28に示すメモリセルMは、可変磁気抵抗素子VREと、可変磁気抵抗素子VREとワード線WLの間に接続されるPNダイオードDDEを含む。このPNダイオードDDEは、アノードが可変磁気抵抗素子VREに接続され、カソードが、ワード線WLに接続される。通常、このPNダイオードDDEは、不純物導入シリコンで構成される。可変磁気抵抗素子VREの他端は、ビット線BLに接続される。
[Modification 3]
FIG. 28 schematically shows a structure of a memory cell M according to the third modification of the second embodiment of the present invention. The memory cell M shown in FIG. 28 includes a variable magnetoresistive element VRE and a PN diode DDE connected between the variable magnetoresistive element VRE and the word line WL. The PN diode DDE has an anode connected to the variable magnetoresistive element VRE and a cathode connected to the word line WL. Usually, the PN diode DDE is made of impurity-doped silicon. The other end of the variable magnetoresistive element VRE is connected to the bit line BL.
この図28に示すメモリセルの構成の場合、データ書込時には、選択ワード線WLおよび選択ビット線BLに、書込電流が供給される。この場合、PNダイオードDDEが導通し、ビット線BLからワード線WLに書込電流が流出する可能性がある。したがって、この図28に示すメモリセルMの構成においても、可変磁気抵抗素子VREの抵抗値は、十分高くされる。 In the configuration of the memory cell shown in FIG. 28, a write current is supplied to selected word line WL and selected bit line BL at the time of data writing. In this case, the PN diode DDE becomes conductive, and there is a possibility that the write current flows from the bit line BL to the word line WL. Therefore, also in the configuration of memory cell M shown in FIG. 28, the resistance value of variable magnetoresistive element VRE is made sufficiently high.
データ読出時においては、選択ワード線WLは、接地電圧レベルに駆動され、非選択ワード線WLは、電源電圧レベルに維持される。選択メモリセルにおいてPNダイオードDDEが導通状態、非選択メモリセルにおいてPNダイオードDDEが逆バイアス状態であり非導通状態となる。選択メモリセルにおいて、ビット線BLから可変磁気抵抗素子VREおよびPNダイオードDDEを介してワード線WLへ読出電流が流れ、この読出電流に従ってデータの読出が行なわれる。 In data reading, selected word line WL is driven to the ground voltage level, and unselected word line WL is maintained at the power supply voltage level. In the selected memory cell, the PN diode DDE is in a conductive state, and in the non-selected memory cell, the PN diode DDE is in a reverse bias state and is in a non-conductive state. In the selected memory cell, a read current flows from bit line BL to word line WL via variable magnetoresistive element VRE and PN diode DDE, and data is read according to the read current.
このような図28に示すメモリセルMの構成においても、セルフリファレンス方式でのデータの読出が、通常、行なわれる。しかしながら、この可変磁気抵抗素子VREの電気的抵抗値が十分高いため、データ読出に長い時間を要し、インタリーブ態様で、データの読出を行なうことにより、高速でデータの読出を行なうことができる。データ書込は、可変磁気抵抗素子VREの磁化方向を反転させるだけであり、極めて短時間でデータ書込を行なうことができる。 In the configuration of memory cell M shown in FIG. 28 as well, data is normally read by the self-reference method. However, since the electric resistance value of variable magnetoresistive element VRE is sufficiently high, it takes a long time to read data, and data can be read at high speed by reading data in an interleaved manner. Data writing only reverses the magnetization direction of the variable magnetoresistive element VRE, and data writing can be performed in an extremely short time.
なお、この図28に示すメモリセルMにおいても、可変磁気抵抗素子VREおよびPNダイオードDDEは、ビット線BLとワード線WLの交差部に配置されるクロスポイントセル構造を有する。 In the memory cell M shown in FIG. 28 as well, the variable magnetoresistive element VRE and the PN diode DDE have a cross point cell structure arranged at the intersection of the bit line BL and the word line WL.
以上のように、この発明の実施の形態2に従えば、セルフリファレンス方式でデータ読出を行なう磁性体記憶装置において、バンクインタリーブ態様でアクセスしてデータ読出を行なっており、パイプライン的にデータの内部読出を行なうことができ、高速のデータ読出を実現することができる。 As described above, according to the second embodiment of the present invention, in a magnetic memory device that reads data by a self-reference method, data is read by accessing in a bank interleaved manner. Internal reading can be performed, and high-speed data reading can be realized.
[実施の形態3]
図29は、この発明の実施の形態3に従う磁性体記憶装置の全体の構成を概略的に示す図である。この図29に示す磁性体記憶装置においては、メモリセルアレイ200においてメモリセルが行列状に配列される。メモリセルアレイ200の構成は、実施の形態1に示されるメモリセルアレイの構成が利用されてもよく、また図26から図28に示すメモリセルMが、行列状に配列されてもよい。したがって、図29においては、このメモリセルアレイ200の構成に応じて周辺回路の構成が異なるため、周辺回路としては、ソース線駆動回路、ワード線駆動回路、デジット線駆動回路およびビット線駆動回路は特定的には示していない。
[Embodiment 3]
FIG. 29 schematically shows an overall configuration of the magnetic memory device according to the third embodiment of the present invention. In the magnetic memory device shown in FIG. 29, memory cells are arranged in a matrix in memory cell array 200. As the configuration of the memory cell array 200, the configuration of the memory cell array shown in the first embodiment may be used, and the memory cells M shown in FIGS. 26 to 28 may be arranged in a matrix. Therefore, in FIG. 29, since the configuration of the peripheral circuit differs depending on the configuration of the memory cell array 200, the source line driving circuit, the word line driving circuit, the digit line driving circuit, and the bit line driving circuit are specified as the peripheral circuits. Not shown.
このメモリセルアレイ200に対して、アドレス入力回路202からの行アドレス信号に従ってメモリセルアレイ200の行を選択状態へ駆動する行選択駆動回路204と、アドレス入力回路202からのアドレス信号(この経路は示さず)に従ってメモリセルアレイ200の列を選択する列選択回路206と、メモリセルアレイ200の選択メモリセルへデータを書込む書込回路208が設けられる。
For this memory cell array 200, a row
メモリセルアレイ200が、実施の形態1の構成と同様の構成を備える場合、行選択駆動回路204は、ワード線駆動回路およびデジット線駆動回路を含み、列選択回路206は、読出列選択信号発生回路、書込列選択信号発生回路、および読出列選択回路を含む。書込回路208は、書込データ生成回路と、ビット線駆動回路とを含む。
When memory cell array 200 has a configuration similar to that of the first embodiment, row
この磁性体記憶装置は、さらに、列選択回路206から同時に選択される32ビットのメモリセルのデータを転送する内部読出データバスRDBに結合される内部読出回路210と、内部読出回路210からメイン読出データバスMRDBを介して転送される32ビットデータを16ビットのデータに変換して順次出力する並直列変換回路212と、並直列変換回路212からの16ビットデータを出力するデータ出力回路214と、外部からの16ビットデータに従って16ビットの内部書込データを生成するデータ入力回路216を含む。このデータ入力回路216からの内部書込データは、16ビットの書込データバスWDBを介して書込回路208へ与えられる。
This magnetic memory device further includes an
内部読出動作を制御するために、外部からのコマンドCMDに従って各種内部動作に必要な制御信号を生成する主制御回路218と、主制御回路218からの読出モード指示信号REに従って内部データ読出および出力に必要な動作を制御する読出制御回路220が設けられる。この読出制御回路220は、セルフリファレンス方式に従って内部読出データが生成されるようにその内部読出動作を制御する。
In order to control the internal read operation, a
並直列変換回路212へ列アドレス信号ビットCA0が与えられているのは、32ビットのデータを生成したとき、偶数アドレスの16ビットデータおよび奇数アドレスの16ビットデータのいずれを先に出力するかを決定するためである。
The column address signal bit CA0 is given to the parallel-
図30は、この発明の実施の形態3におけるデータ読出サイクルの構成を示す図である。セルフリファレンス方式で内部読出データが生成されるため、データ読出サイクルは、32ビットのメモリセルの記憶データを読出してラッチし、次いで、16ビットの固定データ“0”を32ビットのメモリセルに書込む動作が行なわれる第1サイクルRead♯Fと、この32ビットの固定値データ“0”の読出と、先に読出した記憶データとの比較結果に基づいて内部読出データを生成する内部読出動作と、この読出した32ビットデータを16ビット単位で元のメモリセルへ書込むリストア動作とが行なわれる第2サイクルRead♯Sを含む。 FIG. 30 shows a structure of a data read cycle in the third embodiment of the present invention. Since internal read data is generated by the self-reference method, the data read cycle reads and latches data stored in a 32-bit memory cell, and then writes 16-bit fixed data “0” to the 32-bit memory cell. A first cycle Read # F in which a read operation is performed, an internal read operation for generating internal read data based on a comparison between the read of 32-bit fixed value data “0” and the previously read storage data This includes a second cycle Read # S in which the restored operation of writing the read 32-bit data into the original memory cell in 16-bit units is performed.
内部書込データバスWDBは16ビット幅であり、書込回路208も、16ビット単位でデータの書込を行なう。したがって、32ビットデータの書込時には、16ビットデータの書込を2回実行する。
Internal write data bus WDB has a 16-bit width, and write
リストア動作を実行するため、図29に示すように、メイン読出データバスMRDBが、書込回路208に結合される。
To perform the restore operation, main read data bus MRDB is coupled to write
図31は、この発明の実施の形態3のデータ読出シーケンスの一例を示す図である。図31においては、第1および第2サイクルRead♯FおよびRead♯Sが、各々、クロック信号CLKの1クロックサイクル期間に対応する場合の動作シーケンスが示される。 FIG. 31 shows an example of a data read sequence according to the third embodiment of the present invention. FIG. 31 shows an operation sequence when first and second cycles Read # F and Read # S correspond to one clock cycle period of clock signal CLK, respectively.
アクセスサイクル♯1において、クロック信号CLKのサイクルC♯0において、データ読出指示が与えられ、そのときのアドレス信号Add♯1に従って第1および第2サイクルRead♯FおよびRead♯Sが順次行なわれ、図29に示す内部読出回路210において内部読出データが生成され、クロックサイクルC♯1において、メイン読出データバスMRDBに32ビットデータQ♯1が出力される。この32ビットのデータQ♯1が、並直列変換回路212においてラッチされ、列アドレス信号ビットCA0に従って16ビットデータの出力順序が設定され、クロックサイクルC♯2およびC♯3において、16ビットデータQ♯1FおよびQ♯1Sがそれぞれ出力される。
In
クロックサイクルC♯2において再び、データ読出指示が与えられ、そのときのアドレス信号Add♯2に従ってメモリセルデータの読出動作が行なわれ、アクセスサイクル♯2において、リードアクセスのサブサイクルRead♯FおよびRead♯Sが実行されて、32ビットデータQ♯2が内部読出回路210により生成され、並直列変換回路212に取込まれる。クロックサイクルC♯4から、続いて、並直列変換回路212において列アドレス信号ビットCA0に従って16ビットデータが選択され、データQ♯2Fが出力される。
Data read instruction is again applied in clock
したがって、セルフリファレンス方式に従ってデータを読出す場合、2クロックサイクルがデータ読出に必要なときには、2クロックサイクル毎にデータ読出指示を与えることにより、内部で、内部読出データ動作と並行して外部へのデータ出力動作を行なうことができ、最初のアクセスサイクルから2クロックサイクル経過後には、各クロックサイクル毎に外部データQを出力することができ、高速のデータ転送を実現することができる。 Therefore, when data is read in accordance with the self-reference method, when two clock cycles are required for data reading, a data read instruction is given every two clock cycles, so that the data is internally read in parallel with the internal read data operation. A data output operation can be performed. After two clock cycles have elapsed from the first access cycle, external data Q can be output every clock cycle, and high-speed data transfer can be realized.
図32は、図29に示す列選択回路206に含まれる読出列選択信号を発生する部分の構成を概略的に示す図である。図32において、列選択回路206は、図示しない読出列デコーダから生成される読出列選択ファースト信号CSLRF0と読出列選択ファースト信号CSLRF1とを受けて読出列選択信号CSLR1を生成するORゲートGT1と、読出列選択ファースト信号CSLRF1と読出列選択ファースト信号CSLRF2とを受けて読出列選択信号CSLR2を生成するORゲートGT2を含む。
FIG. 32 schematically shows a structure of a portion for generating a read column selection signal included in
この読出列選択信号を発生する部分においては、読出列選択ファースト信号CSLRFiおよびCSLRF(i+1)に従って、読出列選択信号CSLR(i+1)を生成する。これにより、任意の列アドレスの16ビットのメモリセルを指定する列アドレス信号に従って、同時に32ビットのメモリセルを選択することができる。 In the portion that generates this read column selection signal, read column selection signal CSLR (i + 1) is generated in accordance with read column selection fast signals CSLRFi and CSLRF (i + 1). As a result, 32-bit memory cells can be simultaneously selected in accordance with a column address signal designating 16-bit memory cells having arbitrary column addresses.
図33は、ビット線と内部読出データバスRDBとの接続を示す図である。図33においては、16ビットの偶数ビット線群BLeが、偶数列選択信号CSLReに応答する読出列選択ゲート回路230eを介して16ビット幅の偶数読出データバスRDBeに結合される。一方、16ビットの奇数ビット線群BLoは、奇数読出列選択信号CSLRoに従って導通する奇数列読出選択ゲート回路230oを介して16ビット幅の奇数読出データバスRDBoに結合される。これらの偶数データバスRDBeおよび奇数読出データバスRDBoにより、図29に示す内部読出回路210に結合される内部読出データバスRDBが形成され、32ビットのメモリセルデータが、内部読出回路210に転送される。
FIG. 33 shows a connection between a bit line and internal read data bus RDB. In FIG. 33, 16-bit even bit line group BLe is coupled to 16-bit wide even read data bus RDBe via read column
図34は、図29に示す列選択回路206に含まれる書込列選択信号を発生する部分の構成を概略的に示す図である。図34においては、書込列選択信号CSLW0−CSLW2を発生する部分の構成を代表的に示す。
FIG. 34 schematically shows a structure of a portion for generating a write column selection signal included in
図34において、列選択回路206は、図示しない書込列デコーダから生成される書込列選択ファースト信号CSLWF0およびCSLWF1の一方を切換信号φSWに従って選択して書込列選択信号CSLW1を生成するスイッチ回路SWK1と、書込列デコーダから生成される書込列選択ファースト信号CSLWF1およびCSLW2の一方を選択して書込列選択信号CSLW2を生成するスイッチ回路SWK2を含む。書込列選択信号CSLW0は、切換信号φSWに従って、接地電圧と書込列選択ファースト信号CSLWF0の一方を選択しするスイッチ回路SWK0により生成される。
In FIG. 34,
スイッチ回路SWK1およびSWK2は、切換信号φSWが、たとえばLレベルの第1の論理レベルのときに、対応の書込列選択ファースト信号を選択し、切換信号φSWがたとえばHレベルの第2の論理レベルに設定されると、前段の書込列選択ファースト信号を選択する。スイッチ回路SWK0は、切換信号φSWが第1の論理レベルのときに対応の書込列選択ファースト信号CSLWF0を選択し、切換信号φSWが第2の論理レベルとなると接地電圧を前段の書込列選択信号として選択する。 Switch circuits SWK1 and SWK2 select the corresponding write column selection first signal when switching signal φSW is at a first logic level of, for example, L level, and switching signal φSW is at a second logic level of, for example, H level. When set to, the preceding write column selection fast signal is selected. Switch circuit SWK0 selects corresponding write column selection fast signal CSLWF0 when switching signal φSW is at the first logic level, and selects the write voltage for the previous stage when switching signal φSW is at the second logic level. Select as signal.
したがって、最初は、与えられた列アドレス信号に基いて生成される書込列選択ファースト信号CSLWFiに従って書込列選択信号CSLWiが生成され、切換信号φSWの論理レベルが切換えられると、前段の書込列選択ファースト信号CSLWFiに従って書込列選択信号CSLW(i+1)が選択状態へ駆動される。これにより、16ビットのデータバスを利用して、32ビットの固定値データの書込およびリストア動作を行なうことができる。 Therefore, first, when write column selection signal CSLWi is generated in accordance with write column selection fast signal CSLWFi generated based on the applied column address signal, and the logic level of switching signal φSW is switched, the previous write Write column select signal CSLW (i + 1) is driven to a selected state in accordance with column select fast signal CSLWFi. As a result, it is possible to write and restore 32-bit fixed value data using a 16-bit data bus.
図35は、図29に示す読出制御回路220の構成を概略的に示す図である。この図35に示す読出制御回路220は、図24に示すバンク制御回路116の構成を利用して構成される。この読出制御回路220は、図24に示すバンク制御回路と以下の点が、その構成が異なる。すなわち、セット/リセットフリップフロップ152のセット入力Sおよびリングカウンタ151のセット入力Sへは、読出モード指定信号REが与えられる。
FIG. 35 schematically shows a configuration of
また、ワンショットパルス発生回路156の出力信号WREN1の出力信号の立下がりに応答してワンショットのパルス信号を発生するワンショットパルス発生回路235と、ワンショットパルス発生回路156および235の出力信号を受けて、書込活性化信号WRENを生成するOR回路236が設けられる。ワンショットパルス発生回路235から、切換信号φSWが出力される。
The one-shot
この図35に示す読出制御回路220の他の構成は、図24に示すバンク制御回路の構成と同じであり、対応する部分には同一参照番号を付し、その詳細説明は省略する。
The other configuration of
図36は、図35に示す読出制御回路220の動作を示すタイミング図である。図36を参照して、この図35に示す読出制御回路220の動作について簡単に説明する。
FIG. 36 is a timing chart representing an operation of
読出モードが指定されると、読出モード指定信号REが活性化され、セット/リセットフリップフロップ152により、第1サイクル活性化信号READ1が活性化される。この第1サイクル活性化信号READ1の活性化に従って、ワンショットパルス発生回路155、156および135が、順次、ワンショットのパルス信号を生成し、読出活性化信号RDEN、書込活性化信号WREN1および切換信号φSWが順次活性化される。ワンショットパルス発生回路156および235の出力パルス信号に従って、OR回路236から、書込活性化信号WRENが2回発生され、16ビット単位のデータ書込が実行される。
When the read mode is designated, read mode designation signal RE is activated, and first cycle activation signal READ1 is activated by set / reset flip-
セット/リセットフリップフロップ152がリングカウンタ151のカウントアップ信号CUPに従ってリセットされると、第2サイクル活性化信号READ2が活性化され、再びOR回路154の出力信号に従って、ワンショットパルス発生回路155、156および235により、読出活性化信号RDEN、パルス信号WREN1および切換信号φSWが順次活性化される。各サイクルにおいて書込時、最初は列アドレス信号に従って選択列の16ビットメモリセルにデータを書込み、続いて、隣接列の16ビットのメモリセルに、同じデータを書込むことができる。
When set / reset flip-
なお、この書込活性化信号WRENに従って、図29に示す列選択回路206に含まれる書込列デコード回路が活性化され、またビット線駆動回路が活性化される。デジット線DLが配設されている場合には、データ書込時、デジット線DLも活性化される。
In accordance with write activation signal WREN, the write column decode circuit included in
なお、アドレス入力回路202からの列アドレス信号をラッチし、内部データ読出期間中に、このラッチした列アドレス信号に1を加えた隣接列アドレスを生成し、ラッチ列アドレスと隣接列アドレスを、切換信号φSWで切換えて書込列選択回路へ与えてデコードする構成が利用されてもよい。
The column address signal from the
図37は、図29に示す内部読出回路210および並直列変換回路212の構成を概略的に示す図である。図37において、内部読出回路210は、16ビットの偶数読出データバスRDBeに結合されて、16ビットの内部データを生成する16ビット内部データ生成回路240eと、16ビット幅の奇数読出データバスRDBoに結合され、16ビットの内部データを生成する16ビット内部データ生成回路240oを含む。これらの16ビット内部データ生成回路240eおよび240oは、セルフリファレンス方式に従って内部データを読出す回路構成であればよく、メモリセルから読出されるデータをラッチし、次いでメモリセルから読出された固定値データとラッチデータとを比較する構成であればよい。
FIG. 37 schematically shows structures of
並直列変換回路212は、16ビット内部データ生成回路240eの出力データをラッチするラッチ回路242eと、16ビット内部データ生成回路240oの出力データをラッチするラッチ回路242oと、列アドレス信号ビットCA0に従ってラッチ回路242eおよび242oの一方を選択して16ビットデータを図29に示すデータ出力回路214へ与えるマルチプレクサ244を含む。
The parallel-
マルチプレクサ244へ与えられる列アドレス信号ビットCA0は、偶数列または奇数列を指定し、最初のクロックサイクルにおいて、偶数列または奇数列に対応するラッチ回路242eおよび242oの16ビットデータが選択され、次のクロックサイクルで列アドレスビットCA0が反転され、残りの16ビットデータが選択される。 Column address signal bit CA0 applied to multiplexer 244 specifies an even column or an odd column, and in the first clock cycle, 16-bit data of latch circuits 242e and 242o corresponding to the even column or the odd column is selected, and the next column The column address bit CA0 is inverted in the clock cycle, and the remaining 16-bit data is selected.
このクロックサイクル毎に31ビットデータから16ビットデータを選択する構成としては以下の構成を利用することができる。第2サイクル活性化信号READ2に基づいて、並列/直列変換活性化信号を生成し、この並列/直列変換活性化信号をクロックサイクルごとにシフトして、列アドレス信号ビットCA0およびその反転信号(/CA0)を順次選択して、マルチプレクサ244の選択回路へ与える。最初のクロックサイクルで列アドレス信号ビットCA0が指定するメモリセルの16ビットデータが選択され、次のクロックサイクルで、補の列アドレス信号ビット/CA0に従って残りの16ビットデータが選択される。
The following configuration can be used as a configuration for selecting 16-bit data from 31-bit data for each clock cycle. Based on the second cycle activation signal READ2, a parallel / serial conversion activation signal is generated, and the parallel / serial conversion activation signal is shifted every clock cycle so that the column address signal bit CA0 and its inverted signal (/ CA0) are sequentially selected and supplied to the selection circuit of the
図38は、図29に示す書込回路208に含まれる書込データ生成回路の構成を概略的に示す図である。この図38に示す書込データ生成部は、図25に示す構成を利用して構成される。図38に示す書込回路208においては、16ビットメイン偶数読出データバスMRBeおよび16ビットメイン奇数読出データバスMRBoの一方を、列アドレス信号ビットCA0および切換信号φSWに従って選択して16ビットデータを生成して、この生成された16ビットデータをトライステートバッファ162へ与える選択回路250が設けられる。この図38に示す書込データ生成部の他の構成は、図25に示す書込データ生成回路の構成と同じであり、対応する部分には同一参照番号を付し、その詳細説明は省略する。
FIG. 38 schematically shows a structure of a write data generation circuit included in
選択回路250は、切換信号φSWが第1の論理レベル(Lレベル)のときには、列アドレス信号ビットCA0に従って読出データバスMRBeおよびMRBoの一方を選択する。切換信号φSWが第2の論理レベル(Hレベル)のときには、列アドレス信号ビットCA0を反転して、読出データバスMRBeおよびMRBoの他方を選択する。これにより、最初に、列アドレス信号ビットCA0により指定されたメモリセルへデータが書込まれ、次いで、残りの16ビットのデータが隣接列のメモリセルへ書込まれ、正確に、32ビットデータのリストアを行なうことができる。
なお、上述の構成においては、32ビットデータを16ビット直列データに変換して出力している。しかしながら、内部読出データのビット幅と外部出力データのビット幅の関係は、内部データを読み出すために要するクロックサイクル数に応じて適当に定められればよい。 In the above configuration, 32-bit data is converted into 16-bit serial data and output. However, the relationship between the bit width of the internal read data and the bit width of the external output data may be appropriately determined according to the number of clock cycles required for reading the internal data.
以上のように、この発明の実施の形態3に従えば、データ読出時、内部で、外部出力データのビット幅よりも広いビット幅の内部読出データを生成し、この内部読出データを外部データのビット幅に応じた直列データに変換して出力しており、内部読出データ作成に長時間を要する場合でも、外部に対しては各クロックサイクルごとにデータを出力することができ、高速でデータ転送を行なうことができる。 As described above, according to the third embodiment of the present invention, at the time of data reading, internal read data having a bit width wider than the bit width of the external output data is generated internally, and this internal read data is Even if it takes a long time to create internal read data, the data can be output to the outside every clock cycle, and data can be transferred at high speed. Can be performed.
[実施の形態4]
図39は、この発明の実施の形態4に従う磁性体記憶装置の全体の構成を概略的に示す図である。この図39に示す磁性体記憶装置においては、1ワードが32ビットで構成される。データ入力回路328が、32ビットデータDを受け、16ビット上位メイン書込データバスUMWBおよび16ビット下位メイン書込データバスLMWBへ、それぞれ、16ビットの上位データおよび16ビット下位データを転送する。
[Embodiment 4]
FIG. 39 schematically shows an entire configuration of the magnetic memory device according to the fourth embodiment of the present invention. In the magnetic memory device shown in FIG. 39, one word is composed of 32 bits.
一方、データ出力回路326は、16ビットのメイン読出データバスMRBに結合され、16ビットデータQを出力する。
データ書込時、32ビットデータの書込が行なわれ、データ読出時、16ビットデータの読出が行なわれるため、メモリセルアレイは、上位16ビットデータを記憶するメモリセルアレイ300aと、下位16ビットデータを記憶するメモリセルアレイ300bとに分割される。
When data is written, 32-bit data is written, and when data is read, 16-bit data is read. Therefore, the memory cell array includes a
上位および下位16ビットデータを指定するために、上位データイネーブル信号UPEと下位データイネーブルLWEとを、主制御回路120からの制御の下にラッチして、上位データ活性化信号UPENと下位データ活性化信号LWENを生成する入力ラッチ回路320が設けられる。
In order to designate the upper and lower 16-bit data, the upper data enable signal UPE and the lower data enable LWE are latched under the control of the
メモリセルアレイ300aおよび300bに対しては、それぞれ、上位ブロック制御回路316aおよび下位ブロック制御回路316bが設けられる。上位ブロック制御回路316aは、入力ラッチ回路320からの上位データ活性化信号UPENと主制御回路120からの動作モード指定信号MODEに従ってメモリセルアレイ300aに対するデータの書込/読出に必要な動作を制御する。一方、下位ブロック制御回路316bは、下位データ活性化信号LWENと主制御回路120からの動作モード指定信号MODEに従ってメモリセルアレイ300bにおけるメモリへのデータの書込/読出を制御する。
An upper
内部データの読出が、セルフリファレンス方式に従って行なわれるため、メモリセルアレイ300aに対して書込データ生成回路311aが設けられ、メモリセルアレイ300bに対し書込データ生成回路311bが設けられる。書込データ生成回路311aは、16ビットのメイン読出データバスMRB上のデータと16ビットの上位メイン書込データバスUMWB上のデータとを受け、データ読出時、固定値および内部読出データに基づいて書込データを生成し、データ書込時、16ビット上位メイン書込データバスUMWB上のデータに従って書込データを生成する。書込データ生成回路311bは、同様、データ読出時、固定値データと16ビットメイン読出データバスMRB上のデータとに従って書込データを生成し、データ書込モード時においては、16ビット下位メイン書込データバスLMWBのデータに従って書込データを生成する。
Since internal data is read according to the self-reference method, a write
上位ブロック制御回路316aおよび下位ブロック制御回路316bは、それぞれ、上位データ活性化信号UPENおよび下位データ活性化信号LWENに従って活性化されており、図20に示すバンク構成の磁性体記憶装置におけるバンク制御回路と同様の構成を有し、バンクアドレス信号に代えて、これらの活性化信号UPENおよびLWENを受ける。したがって、メモリセルアレイ300aおよび300bの行および列を選択する周辺回路の構成は、図20に示す構成と同じであり、対応する部分には同一参照番号を付し、その詳細説明は省略する。
The upper
この図39に示す磁性体記憶装置においては、データ書込時、上位データイネーブル信号UPEおよび下位データイネーブル信号LWEがともに活性化され、32ビットのデータの書込が行なわれる。データ読出時においては、上位データイネーブル信号UPEおよび書込データイネーブル信号LWEが、交互に活性化され、16ビットのデータの読出が行なわれる。このデータ読出時において、実施の形態1に示されるページモードが利用されてもよく、また、実施の形態2および3に示すように、個々のアクセスサイクルにおいて行および列アドレスを与えてデータの読出が行なわれてもよい。 In the magnetic memory device shown in FIG. 39, when data is written, both upper data enable signal UPE and lower data enable signal LWE are activated, and 32-bit data is written. At the time of data reading, upper data enable signal UPE and write data enable signal LWE are activated alternately to read 16-bit data. At the time of this data reading, the page mode shown in the first embodiment may be used, and as shown in the second and third embodiments, the row and column addresses are given in each access cycle to read the data. May be performed.
図40は、この図39に示す磁性体記憶装置のデータ読出シーケンスを示す図である。以下、図40を参照して、図39に示す磁性体記憶装置のデータ読出動作について説明する。 FIG. 40 shows a data read sequence of the magnetic memory device shown in FIG. Hereinafter, the data read operation of the magnetic memory device shown in FIG. 39 will be described with reference to FIG.
データ読出を行なうリードサイクルは、第1サイクルRead♯1および第2サイクルRead♯2を含む。これらのサイクルRead♯1およびRead♯2は、実施の形態2における内部読出サイクルと同じであり、第1サイクルRead♯1において記憶データの読出およびラッチと固定値データの書込が行なわれ、第2サイクルRead♯2において、書込んだ固定値データの読出と記憶データとの比較、その比較結果に基づく内部データの生成、および内部データの元のメモリセルへの再書込(リストア)が実行される。
A read cycle for reading data includes a first
クロック信号CLKのサイクルC♯1においてデータ読出指示が与えられ、アクセスサイクル♯1が始まる。このときアドレス信号Add♯1が与えられ、また、上位データイネーブル信号UPEが活性状態に設定され、図39に示す上位ブロック制御回路316aが活性化され、メモリセルアレイ300aにおける16ビットのデータの読出が、セルフリファレンス方式に従って実行される。
Data read instruction is applied in
次のクロック信号C♯2において再び読出指示が与えられ、アドレスAdd♯2が与えられる。データ書込は、32ビット単位で行なわれており、書込時のアドレスに対応させるために、これらのアドレスAdd♯1およびAdd♯2は同一アドレスである。
Read instruction is again applied at the next clock
このクロックサイクル♯2においては、下位データイネーブル信号LWEが活性状態に設定され、図39に示す下位ブロック制御回路316bが活性化され、メモリセルアレイ300bにおいて16ビットのデータの読出が行なわれる。また、このクロック信号CLKのサイクルC♯2において、上位ブロック制御回路316aの制御の下に内部読出サイクルRead♯1およびRead♯2が実行され、メイン読出データバスMRBに、16ビット内部読出データQF♯1が出力され、続いて、データ出力回路326を介して16ビットデータQ♯1が出力される。このクロックサイクルC♯2にメイン読出データバスMRB上に読出された内部読出データQF♯1に従って、図39に示す書込データ生成回路311aが、書込データを生成し、元のメモリセルに16ビットデータを再書込する。
In
アクセスサイクル♯3において、再び、上位データイネーブル信号UPEが活性化され、アドレス信号Add♯3に従って、再び上位ブロック制御回路316aが活性化され、メモリセルアレイ300aにおける16ビットデータの読出が行なわれる。このクロックサイクルC♯3において、メイン読出データバスMRBには、アクセスサイクル♯2においてメモリセルアレイ300bから読出された16ビットデータQF♯2が伝達され、続いて、外部の16ビットデータQ♯2がデータ出力回路326を介して出力される。
In
クロックサイクルC♯4においては再び、データ読出指示が与えられ、アドレス信号Add♯4が与えられる。このときには、下位データイネーブル信号LWEがHレベルの活性状態に設定されており、アクセスサイクル♯4においては、下位ブロック制御回路316bが再び活性化され、メモリセルアレイ300bにおける16ビットデータの読出を実行する。
In clock
したがって、内部データ読出のサイクルRead♯1およびRead♯1に対して、クロック信号CLKの1クロックサイクル期間が割当てられている場合、これらの第1および第2サイクルRead♯1およびRead♯2を、異なるアクセスサイクル間で重ね合わせて並行に実行することができ、読出レイテンシ(2クロックサイクル)経過後、各クロックサイクルにおいて外部データQを16ビットずつ転送することができ、データ転送効率を改善することができる。 Therefore, when one clock cycle period of clock signal CLK is assigned to internal data read cycles Read # 1 and Read # 1, these first and second cycles Read # 1 and Read # 2 are Overlapping between different access cycles can be executed in parallel, and after the read latency (2 clock cycles), external data Q can be transferred 16 bits at each clock cycle, improving data transfer efficiency Can do.
バンクアドレス信号に代えて、データ活性化信号UPENおよび下位データ活性化信号LWENが用いられており、この図39に示す磁性体記憶装置における周辺回路の構成としては、図20に示した磁性体記憶装置の構成と同一の回路構成を、利用することができる。 Instead of the bank address signal, a data activation signal UPEN and a lower data activation signal LWEN are used. As the configuration of the peripheral circuit in the magnetic memory device shown in FIG. 39, the magnetic memory shown in FIG. The same circuit configuration as that of the apparatus can be used.
[変更例]
図41は、この発明の実施の形態4の変更例の要部の構成を示す図である。図41に示す構成においては、上位データ活性化信号UPENおよび下位データ活性化信号LWENを、読出モード指定信号REに従って順次切換える。すなわち、上位/下位データ活性化信号発生部は、補の出力/Qを入力Dに受け、読出モード指定信号REの非活性化に従って、入力Dに与えられた信号を取込み出力するDフリップフロップ340と、Dフリップフロップ340の出力信号と読出モード指定信号REとを受けるAND回路342と、読出モード指定信号REとDフリップフロップ340の補の出力/Qからの信号とを受けるAND回路344と、AND回路342の出力信号と書込モード指定信号WEとを受けて下位データ活性化信号LWENを生成するOR回路346と、書込モード指定信号WEとAND回路344の出力信号とを受けて上位データ活性化信号UPENを生成するOR回路348とを含む。
[Example of change]
FIG. 41 shows a structure of a main part of a modification of the fourth embodiment of the present invention. In the configuration shown in FIG. 41, upper data activation signal UPEN and lower data activation signal LWEN are sequentially switched in accordance with read mode designating signal RE. More specifically, upper / lower data activation signal generating portion receives complementary output / Q at input D, and takes in and outputs the signal applied to input D in accordance with inactivation of read mode designating signal RE. AND
上位データ活性化信号UPENおよび下位データ活性化信号LWENは、それぞれ、図39に示す上位ブロック制御回路316aおよび下位ブロック制御回路316bに与えられる。
Upper data activation signal UPEN and lower data activation signal LWEN are applied to upper
図42は、図41に示す回路の動作を示すタイミング図である。以下、図42を参照して、この図41に示す回路の動作について説明する。 FIG. 42 is a timing chart showing the operation of the circuit shown in FIG. The operation of the circuit shown in FIG. 41 will be described below with reference to FIG.
データ読出時においては、書込モード検出信号WEはLレベルである。Dフリップフロップ340は、初期化時、リセット信号RSTに従ってリセットされ、出力Qからの信号がLレベル、補の出力/Qからの信号がHレベルである。リセット信号RSTはシステムリセット時または電源投入時に活性化される。
At the time of data reading, write mode detection signal WE is at L level. At the time of initialization, D flip-
読出モード指定信号REが活性化されると、このときには、補の出力/Qからの信号はHレベルであるため、AND回路344の出力信号がHレベルとなり、上位データ活性化信号UPENが活性化される。出力Qの信号はLレベルであり、下位データ活性化信号LWENはLレベルである。この読出モード指定信号REが非活性化されると、入力Dに与えられた信号がDフリップフロップ340に取込まれ、その出力状態が変化する。
When read mode designating signal RE is activated, since the signal from complementary output / Q is at H level, the output signal of AND
したがって、次に読出モード指定信号REが与えられると、そのときには出力Qの信号は、Hレベルであり、下位データ活性化信号LWENが、Hレベルとなる。補の出力/Qからの信号はLレベルであるため、上位データ活性化信号UPENはLレベルである。また、読出モード指定信号REが非活性化されると、Dフリップフロップ340の出力状態が変化する。
Therefore, when read mode designating signal RE is next applied, the signal of output Q is at H level and lower data activation signal LWEN is at H level. Since the signal from complementary output / Q is at L level, upper data activation signal UPEN is at L level. When read mode designating signal RE is deactivated, the output state of D flip-
データ書込時においては、読出モード指定信号REはLレベルであり、書込モード指定信号WEに従って上位データ活性化信号UPENおよび下位データ活性化信号LWENがともに活性化される。したがって、データ書込時には32ビットデータの書込が行なわれ、データ読出時には、16ビット上位データおよび16ビット下位データをそれぞれ順次読出すことができる。この図41に示す構成の場合、外部の処理装置は、データ読出時およびデータ書込時に、上位データ/下位データを指定することは要求されない。データ読出時、2クロックサイクル間同じアドレスを続けて与えることが要求されるだけであり、アクセス時の制御が容易となる。 At the time of data writing, read mode designation signal RE is at L level, and both upper data activation signal UPEN and lower data activation signal LWEN are activated in accordance with write mode designation signal WE. Therefore, 32-bit data is written at the time of data writing, and 16-bit upper data and 16-bit lower data can be sequentially read at the time of data reading. In the configuration shown in FIG. 41, the external processing device is not required to designate upper data / lower data at the time of data reading and data writing. At the time of data reading, it is only required to continuously give the same address for two clock cycles, and control at the time of access becomes easy.
なお、データ読出時のデータのビット幅とデータ書込時のデータのビット幅は、内部でのデータ読出に要するクロックサイクル数に応じて適当に定められればよく、16ビット読出データおよび32ビット書込データに限定されない。データ入力ノードとデータ出力ノードとが別々に設けられるIO分離構成と、出力データビット幅が入力データビット幅よりも小さいこととが、最小限要求されるだけである。 The bit width of data at the time of data reading and the bit width of data at the time of data writing may be appropriately determined according to the number of clock cycles required for internal data reading. 16-bit read data and 32-bit write It is not limited to embedded data. The IO separation configuration in which the data input node and the data output node are separately provided, and the output data bit width being smaller than the input data bit width are only required at a minimum.
以上の様に、この発明の実施の形態4に従えば、データ読出時、書込データよりもビット幅の小さいデータを内部でパイプライン的に読み出して出力しており、データ読出サイクル時間が長い場合においても、高速で読出データを転送することができる。 As described above, according to the fourth embodiment of the present invention, when reading data, data having a bit width smaller than that of write data is internally read out and output, and the data read cycle time is long. Even in this case, read data can be transferred at high speed.
なお、この実施の形態2から実施の形態4において、セルフリファレンス方式でメモリセルデータが読出されている。しかしながら、メモリセルからの読出電流それ自体に基づいて、または、ダミーセルからの参照データとの比較に基づいてデータを読出す磁性体記憶装置においても、この実施の形態2から実施の形態4に示される構成は、適用可能である。内部データ読出のサイクルRead♯1およびRead♯2全体を、1つのリードサイクルとし、そのデータ読出動作をパイプライン的に実行することにより、読出サイクルが長い場合でも、高速でデータの読出を行なうことができる。 In the second to fourth embodiments, memory cell data is read by the self-reference method. However, in the magnetic memory device that reads data based on the read current from the memory cell itself or based on comparison with the reference data from the dummy cell, it is shown in the second to fourth embodiments. The configuration to be applied is applicable. The entire internal data read cycles Read # 1 and Read # 2 are made one read cycle, and the data read operation is executed in a pipeline manner so that data can be read at high speed even when the read cycle is long. Can do.
この発明は、画像/音声データなどの大量のデータを高速で処理することが要求される携帯機器用途などにおいて、高速でデータを転送することのできる不揮発性半導体記憶装置として適用することができる。 The present invention can be applied as a non-volatile semiconductor memory device capable of transferring data at high speed in applications such as portable devices that are required to process a large amount of data such as image / audio data at high speed.
1 メモリセルアレイ、2 主制御回路、3 アドレス入力回路、4 ワード線駆動回路、5 デジット線駆動回路、6 読出列選択回路、7 ソース線駆動回路、8 ビット線駆動回路、9 書込列選択回路、10 内部読出回路、11 入出力回路、BDR,BDR0−BDR3,BDL,BDL0−BDL3 ビット線ドライバ、SLDR0,SLDR1,SLDR ソース線ドライバ、WDR,WDR0,WDR1 ワード線ドライバ、DLDR0,DLDR1 デジット線ドライバ、RCG0,RCG1 読出列選択ゲート、27 書込モード検出回路、28 書込活性化回路、29 読出モード検出回路、30 読出列活性化回路、31 ワード線活性化回路、100a,100b メモリセルアレイ、102a,102b アドレスラッチ回路、104a,104b 行選択回路、106a,106b ワード/デジット線駆動回路、108a,108b 書込列選択回路、110a,110b ビット線駆動回路、112a,112b 読出列選択回路、114a,114b 内部読出回路、111a,111b 書込データ生成回路、126 データ出力回路、128 データ入力回路、120 主制御回路、200 メモリセルアレイ、202 アドレス入力回路、204 行選択駆動回路、206 列選択回路、208 書込回路、210 内部読出回路、212 並直列変換回路、214 データ出力回路、218 主制御回路、220 読出制御回路、300a,300b メモリセルアレイ、316a 上位ブロック制御回路、316b 下位ブロック制御回路、320 入力ラッチ回路。 1 memory cell array, 2 main control circuit, 3 address input circuit, 4 word line drive circuit, 5 digit line drive circuit, 6 read column selection circuit, 7 source line drive circuit, 8 bit line drive circuit, 9 write column selection circuit 10 internal readout circuit, 11 input / output circuit, BDR, BDR0-BDR3, BDL, BDL0-BDL3 bit line driver, SLDR0, SLDR1, SLDR source line driver, WDR, WDR0, WDR1 word line driver, DLDR0, DLDR1 digit line driver , RCG0, RCG1 Read column selection gate, 27 Write mode detection circuit, 28 Write activation circuit, 29 Read mode detection circuit, 30 Read column activation circuit, 31 Word line activation circuit, 100a, 100b Memory cell array, 102a , 102b Address latch circuit 104a, 104b row selection circuit, 106a, 106b word / digit line drive circuit, 108a, 108b write column selection circuit, 110a, 110b bit line drive circuit, 112a, 112b read column selection circuit, 114a, 114b internal read circuit, 111a, 111b Write data generation circuit, 126 data output circuit, 128 data input circuit, 120 main control circuit, 200 memory cell array, 202 address input circuit, 204 row selection drive circuit, 206 column selection circuit, 208 write circuit, 210 Internal read circuit, 212 parallel-serial conversion circuit, 214 data output circuit, 218 main control circuit, 220 read control circuit, 300a, 300b memory cell array, 316a upper block control circuit, 316b lower block control circuit, 320 input latch circuit .
Claims (5)
列アドレス信号にしたがって前記メモリセルアレイのメモリセル列を選択する列選択手段、
前記メモリセルアレイの前記列選択手段により選択されたメモリセルに結合され、選択メモリセルの記憶データと該選択メモリセルに書込まれて読出された固定値データとに従って前記列よりもビット数の少ない内部読出データを生成する内部読出回路、
データ読出時、前記メモリセルアレイの選択メモリセルの記憶データの前記内部読出回路への読出の後、前記選択メモリセルへ前記固定値データを書込み、該固定値データを書込んだメモリセルを前記内部読出回路へ結合する読出制御回路、
前記内部読出回路からの内部読出データに従って外部読出データを生成して外部へ出力する出力回路、および、
読出モード指示信号に従って前記出力回路を活性化する出力制御回路を備え、前記出力制御回路は、前記内部読出回路の内部データ読出生成動作期間と少なくとも一部の動作期間が重なるように前記出力回路を活性化する、磁性体記憶装置。 A memory cell array including a plurality of memory cells having variable resistance elements arranged in a matrix and each having a resistance value set according to stored data;
Column selection means for selecting a memory cell column of the memory cell array according to a column address signal;
The number of bits is smaller than that of the column according to the storage data of the selected memory cell and the fixed value data written to and read from the selected memory cell, coupled to the memory cell selected by the column selection means of the memory cell array An internal read circuit for generating internal read data;
At the time of data reading, after the storage data of the selected memory cell of the memory cell array is read to the internal reading circuit, the fixed value data is written to the selected memory cell, and the memory cell to which the fixed value data has been written is A read control circuit coupled to the read circuit;
An output circuit for generating external read data in accordance with internal read data from the internal read circuit and outputting the external read data; and
An output control circuit that activates the output circuit in accordance with a read mode instruction signal, wherein the output control circuit includes the output circuit so that an internal data read generation operation period of the internal read circuit overlaps at least a part of the operation period; Activated magnetic storage device.
前記読出制御回路は、前記サブ回路をインタリーブ態様で活性化する、請求項1記載の磁性体記憶装置。 The internal readout circuit is divided into two sub-circuits;
The magnetic memory device according to claim 1, wherein the read control circuit activates the sub-circuit in an interleaved manner.
前記2つのサブ回路は、前記内部データバスの異なるバス線群に結合される、請求項4記載の磁性体記憶装置。 An internal data bus,
5. The magnetic memory device according to claim 4, wherein the two sub-circuits are coupled to different bus line groups of the internal data bus.
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