JP2010027202A - Magnetic storage device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To attain high-speed data access in a magnetic storage device. <P>SOLUTION: Source lines (SL0-SL3) arranged correspondingly to memory cell columns are driven by source line drivers (SLDR0, SLDR1) in accordance with read column selection signals (CSLR0, CSLR1). In a selected state of word lines (WL), a write current can be supplied into bit lines. Therefore, data can be continuously read out and/or written while the word lines are maintained in the selected state and high-speed access to a page mode or the like can be attained. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

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.

特開2002−343077号公報JP 2002-343077 A 特開2002−269968号公報JP 2002-269968 A

ISSCC2000講演番号TA−7.2ISSCC 2000 lecture number TA-7.2 ISSCC2000講演番号TA−7.3ISSCC 2000 Lecture Number TA-7.3 ISSCC2001講演番号7.6ISSCC 2001 Lecture Number 7.6 ISSCC2003講演番号16.1ISSCC 2003 lecture number 16.1 ISSCC2003講演番号16.2ISSCC 2003 lecture number 16.2

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 Patent Document 1, a configuration is shown in which the bit line and the source line are precharged to the same potential, and only the source line of the selected column is coupled to the ground during data reading. At the time of data writing, the bit line pair of the selected column is connected to the internal data line pair with the source line separated from the ground, and the bit line write current is supplied from the internal data line by the write driver. However, in Patent Document 1, although reduction of current consumption is considered, high-speed access mode such as page mode operation is not considered.

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, Non-Patent Documents 1 to 3 merely show the basic configuration of the MRAM, and do not consider high-speed access modes such as page mode operation.

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 Patent Document 2, a configuration is shown in which high-speed data reading is realized by reading and latching 32-bit data internally in a self-reference manner and outputting the data to the outside in synchronization with a clock signal. Yes. The memory cell array is divided into a plurality of units each having a 32-bit width, and data is read from the plurality of units according to a self-reference method in a predetermined sequence in a pipeline manner. In this configuration, by accessing a plurality of units in a pipeline manner, 32-bit data from each unit is read every clock cycle in synchronization with the clock signal.

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 Patent Document 2, a 32-bit sense amplifier is arranged for each unit. Therefore, a sense amplifier is arranged corresponding to each bit line. This increases the number of sense amplifiers and increases the layout area of the data read unit. In addition, since a selection sequence of a plurality of units is uniquely determined, there arises a problem that only continuous serial access can be performed. Further, in Patent Document 2, the relationship of the selection address between units is not considered, and there is no configuration for continuously accessing this array while maintaining the word line in the selected state in one array. It is not considered and data write access is not considered.

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.

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。1 schematically shows an entire configuration of a magnetic memory device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 図1に示す磁性体記憶装置の要部の構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the structure of the principal part of the magnetic body memory | storage device shown in FIG. 図1に示す磁性体記憶装置のアクセス動作を示すタイミング図である。FIG. 3 is a timing chart showing an access operation of the magnetic memory device shown in FIG. 1. 図1に示すビット線駆動回路の構成の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a configuration of a bit line driving circuit illustrated in FIG. 1. 図1に示す主制御回路の構成を概略的に示す図である。FIG. 2 is a diagram schematically showing a configuration of a main control circuit shown in FIG. 1. 図5に示す書込モード検出回路および書込活性化回路の構成の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of a configuration of a write mode detection circuit and a write activation circuit shown in FIG. 5. 図6に示す回路の動作を示すタイミング図である。FIG. 7 is a timing chart showing an operation of the circuit shown in FIG. 6. 図6に示す回路のページモード時の動作を示すタイミング図である。FIG. 7 is a timing chart showing an operation in a page mode of the circuit shown in FIG. 6. 図5に示すワード線活性化回路の構成の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of a configuration of a word line activation circuit shown in FIG. 5. 図9に示す回路の動作を示すタイミング図である。FIG. 10 is a timing chart showing an operation of the circuit shown in FIG. 9. 図1に示す主制御回路のアドレスラッチ指示信号を発生する部分の構成の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of a configuration of a portion that generates an address latch instruction signal of the main control circuit shown in FIG. 1. 図11に示す回路の動作を示すタイミング図である。FIG. 12 is a timing diagram illustrating an operation of the circuit illustrated in FIG. 11. 図1に示すワード線駆動回路の構成を概略的に示す図である。FIG. 2 is a diagram schematically showing a configuration of a word line driving circuit shown in FIG. 1. 図1に示すデジット線駆動回路の構成の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of a configuration of a digit line driving circuit shown in FIG. 1. 図1に示す読出列選択回路の構成の一例を概略的に示す図である。FIG. 2 schematically shows an example of a configuration of a read column selection circuit shown in FIG. 1. 図1に示す書込列選択回路の構成の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of a configuration of a write column selection circuit shown in FIG. 1. この発明の実施の形態1の変更例に従う磁性体記憶装置のデータアクセスシーケンスを示すタイミング図である。It is a timing diagram which shows the data access sequence of the magnetic body memory device according to the modification of Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1の変更例における磁性体記憶装置の要部の構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the structure of the principal part of the magnetic body memory | storage device in the example of a change of Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1の変更例における磁性体記憶装置のデータ入出力回路の構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the structure of the data input / output circuit of the magnetic body memory | storage device in the modification of Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態2に従う磁性体記憶装置全体の構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the structure of the whole magnetic body memory | storage device according to Embodiment 2 of this invention. 図20に示す磁性体記憶装置のデータ読出サイクルの構成を概略的に示す図である。FIG. 21 schematically shows a configuration of a data read cycle of the magnetic memory device shown in FIG. 20. 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。FIG. 21 is a signal waveform diagram representing an operation during data reading of the magnetic memory device shown in FIG. 20. 図20に示す磁性体記憶装置のデータ読出シーケンスの一例を示すタイミング図である。FIG. 21 is a timing chart showing an example of a data read sequence of the magnetic memory device shown in FIG. 20. 図20に示すバンク制御回路の構成を概略的に示す図である。FIG. 21 schematically shows a configuration of a bank control circuit shown in FIG. 20. 図20に示す書込データ生成回路の構成を概略的に示す図である。FIG. 21 schematically shows a configuration of a write data generation circuit shown in FIG. 20. この発明の実施の形態2の変更例1におけるメモリセルの構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the structure of the memory cell in the modification 1 of Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態2におけるメモリセルの変更例2の構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the structure of the modification 2 of the memory cell in Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態2におけるメモリセルの変更例3の構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the structure of the modification 3 of the memory cell in Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態3における磁性体記憶装置の全体の構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the structure of the whole magnetic body memory | storage device in Embodiment 3 of this invention. 図29に示す磁性体記憶装置のデータ読出サイクルの構成を概略的に示す図である。FIG. 30 schematically shows a configuration of a data read cycle of the magnetic memory device shown in FIG. 29. 図29に示す磁性体記憶装置のデータ読出シーケンスを示すタイミング図である。FIG. 30 is a timing chart showing a data reading sequence of the magnetic memory device shown in FIG. 29. 図29に示す列選択回路の読出列選択信号を発生する部分の構成の一例を示す図である。FIG. 30 is a diagram showing an example of a configuration of a part that generates a read column selection signal of the column selection circuit shown in FIG. 29; 図29に示す列選択回路の列選択ゲート回路の構成を概略的に示す図である。FIG. 30 schematically shows a configuration of a column selection gate circuit of the column selection circuit shown in FIG. 29. 図29に示す列選択回路の書込列選択信号を発生する部分の構成の一例を示す図である。FIG. 30 is a diagram showing an example of a configuration of a portion for generating a write column selection signal of the column selection circuit shown in FIG. 29. 図29に示す読出制御回路の構成を概略的に示す図である。FIG. 30 schematically shows a configuration of a read control circuit shown in FIG. 29. 図35に示す読出制御回路の動作を示すタイミング図である。FIG. 36 is a timing chart showing an operation of the read control circuit shown in FIG. 35. 図29に示す内部読出回路および並直列変換回路の構成を概略的に示す図である。FIG. 30 schematically shows configurations of an internal readout circuit and a parallel-serial conversion circuit shown in FIG. 29. 図29に示す書込回路の構成を概略的に示す図である。FIG. 30 schematically shows a configuration of a write circuit shown in FIG. 29. 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。It is a figure which shows roughly the whole structure of the magnetic body memory | storage device according to Embodiment 4 of this invention. 図39に示す磁性体記憶装置のデータ読出シーケンスの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the data reading sequence of the magnetic body memory | storage device shown in FIG. この実施の形態4の変更例の磁性体記憶装置の要部の構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the structure of the principal part of the magnetic body memory | storage device of the example of a change of this Embodiment 4. FIG. 図41に示す回路の動作を示すタイミング図である。FIG. 42 is a timing diagram illustrating an operation of the circuit illustrated in FIG. 41.

[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 memory cell array 1 having a plurality of memory cells M arranged in a matrix. In the memory cell array 1, the memory cell M includes a variable resistance element whose electrical resistance value changes according to storage data such as a TMR element or an MTJ element, in a storage unit. A word line WL and a digit line DL are arranged corresponding to each row of the memory cells M, and a bit line BL and a source line SL are arranged corresponding to each column of the memory cells. FIG. 1 representatively shows word line WL, digit line DL, bit line BL, and source line SL for one memory cell M indicated by a broken-line circle.

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 main control circuit 2 that takes in a command CMD instructing an external operation mode in synchronization with the clock signal CLK and generates various internal operation instruction signals, and a row address latch from the main control circuit 2. Address input circuit 3 which takes in external address signal AD in accordance with instruction signal RAL and column address latch instruction signal CAL to generate internal row address signal RA and internal column address signal CA, and word line activation signal from main control circuit 2 The row address signal RA from the address input circuit 3 is decoded according to RX, and the address according to the word line drive circuit 4 for driving the addressed word line to the selected state and the write activation signal WX from the main control circuit 2 Decodes row address signal RA from input circuit 3 and writes to addressed digit line Digit line drive circuit 5 for supplying current and read column selection for selecting a column of memory cell array 1 by decoding internal column address signal CA from address input circuit 3 in accordance with read column activation signal RY from main control circuit 2 A read column selection circuit 6 for generating a signal and a source line drive circuit 7 for coupling a source line corresponding to a column addressed in accordance with the read column selection signal to a reference voltage source (ground) at the time of data reading.

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 column selection circuit 6 and source line drive circuit 7 constitute a selective connection means, and source lines for some of the memory cells on the word line WL selected by the word line drive circuit 4 are provided. Coupled to a reference voltage source (ground).

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 column selecting circuit 6 to the internal data bus RB. Includes an internal read circuit 10 for generating internal read data and an input / output circuit 11 for inputting / outputting data to / from the outside.

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 column selection circuit 6 couples the bit line corresponding to the selected column to internal read data bus RB when activated. Internal read circuit 10 supplies a read current to the bit line in accordance with data read activation signal SEN from main control circuit 2, and generates internal read data in accordance with the read current.

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 / output circuit 11 includes an output circuit for buffering internal read data from internal read circuit 10 in accordance with output activation signal OEN from control circuit 2 to generate external read data DQ. The input / output circuit 11 also generates internal data in accordance with external data DQ and supplies it to the bit line driving circuit 8. The input circuit of input / output circuit 11 may generate write data in each clock cycle in synchronization with clock signal CLK, and external data DQ in accordance with a write instruction signal (not shown) from main control circuit 2. May be latched to generate internal write data.

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 line drive circuit 4 and a digit line drive circuit 5 are arranged facing both sides of the memory cell array 1. These word line drive circuit 4 and digit line drive circuit 5 may be arranged adjacent to one side of the memory cell array.

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 line drive circuit 4 shown in FIG. 1 is provided corresponding to each of the word lines WL (WL0, WL1), and drives the corresponding word line to the selected state according to each of the word line selection signals WSL (WSL0, WSL1). Line drivers WDR (WDR0, WDR1) are included.

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 line driving circuit 5 shown in FIG. 1 is provided corresponding to each digit line, and in response to digit line selection signal DSL (DSL0, DSL1), digit line driver DLDR ( DLDR0, DLDR1). As an example, digit line driver DLDR includes a transfer gate that receives a digit line selection signal DSL at its gate. Digit lines DL (DL0, DL1) are always coupled to the power supply node and precharged to the power supply voltage VCC level. At the time of data writing, the digit line driver of the selected row is activated, and a current flows through the selected digit line from the power supply node to the ground node.

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 select circuit 6 is provided corresponding to an adjacent bit line, and connects read bit select pair RCG (respectively) to a corresponding bit line pair to internal data lines RDB1 and RDB2 in accordance with read column select signal CSLR (CSLR0, CSLR1). RCG0, RCG1). Read column selection signal CSLR (CSLR0, CSLR1) is generated at the time of data reading from a read column decoder (not shown) included in read column selection circuit 6 in accordance with column address signal CA.

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 access cycle # 1, an open row command Open-Row indicating the start of the page mode and a read command (L level read instruction signal / RE) indicating data reading are applied. The open row command Open-Row is a command for instructing driving of the word line to the selected state, and specifies the operation start in the page mode. When the open row command Open-Row is applied, the selected word line is maintained in the selected state until a closed row command for instructing driving of the selected word line to a non-selected state is applied.

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 signal RA # 1 applied in access cycle # 1, word line WL is driven to a selected state. Further, read column selection circuit 6 shown in FIG. 1 performs a column selection operation in accordance with column address signal CA # 1, and read column selection signal CSLR corresponding to the addressed column is driven to the selected state. Accordingly, in the source line drive circuit 7 shown in FIG. 1, the source line driver SLDR corresponding to the selected column drives the corresponding source line SL to the ground voltage level, and in the memory cell M of the selected column, the source from the bit line is sourced. A path through which current flows is formed in the line. On the other hand, read column select gate RCG included in read column select circuit 6 is rendered conductive in the selected column, and couples the selected bit line to internal data lines RDB1 and RDB2. Thereafter, read column selection signal CSLR is driven to a non-selected state at a predetermined timing.

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 access cycle # 1 is read out as data DOUT # 1 in access cycle # 2 after the elapse of one clock cycle. When a read command is again applied in synchronization with clock signal CLK in access cycle # 2, a column selection operation is performed in accordance with column address signal CA # 2 at that time. In this case, since word line WL is already in the selected state, it is only required to couple the bit line of the selected column to internal data bus RB and read through internal read circuit 10 shown in FIG. . Therefore, data DOUT # 2 is output at the falling edge of clock signal CLK.

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, access cycle # 3 starts with the fall of clock signal CLK, and write column select signal CSLW is driven to the selected state by write column select circuit 9 shown in FIG. 1 in accordance with column address signal CA # 3 at that time. A bit line write current according to write data DIN # 3 is supplied to the selected column from bit line drive circuit 8 shown in FIG. For example, when bit lines BL0 and BL1 are selected in FIG. 2, bit line write current is supplied to bit line BL0 by bit line drivers BDL0 and BDR0, and bit line BL1 and bit line driver 1 are connected to bit line BL1 by bit line drivers BDL1 and BDR1. A write current is supplied. At this time, source lines SL0 and SL1 are at the H level, and there is no path through which a write current flows from bit lines BL0 and BL1 to source lines SL0 and SL1.

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 line driving circuit 5 shown in FIG. 1 operates in accordance with the write command (indicated by write instruction signal / WE) in accordance with the latched row address signal, and digit line DL corresponding to the selected word line is grounded. Coupled to the node to generate a digit line write current. As a result, data DIN # 3 is written to the selected column. At the time of data writing, digit line DL is current-driven, and digit line current can be raised and lowered at a higher speed than word line, and data can be written within half cycle of clock signal CLK. Can be executed.

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 access cycle # 4, the write command is again applied, and write instruction signal / WE is at L level and read instruction signal / RE is at H level. A column selection operation is performed in accordance with column address signal CA # 4 applied in access cycle # 4, write column selection signal CSLW for the selected column is driven to a selected state, and digit line drive is performed in accordance with the latched row address signal. In circuit 5, the digit line corresponding to the selected word line is coupled to the ground node by the corresponding digit line driver, and data is written.

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 access cycle # 5, write instruction signal / WE is at H level, read instruction signal / RE is at L level at the falling edge of clock signal CLK, and a read command is applied. When this read command is applied, column selection operation is performed by read column selection circuit 6 shown in FIG. 1 according to address signal CA # 5 at that time, and read column selection signal CSLR for the selected column is driven to a selected state. Is done. Corresponding source line driver SLDR couples the source line corresponding to the selected column to the ground node, and corresponding read column selecting gate RCG is turned on, and bit line BL corresponding to the selected column is connected to internal data lines RDB0 and RDB0. Connected to RDB1, data is read out. Even when a read command is applied in access cycle # 5, data line DOUT # 5 is output at the rising edge of the next clock signal CLK because word line WL is still selected.

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 access cycle # 6, a close row command indicating the end of the page mode is applied together with the write command, the open row command (page mode instruction signal) Open-Row is at the L level, the write instruction signal / WE is at the L level, the read instruction signal / RE is set to H level. Thus, the column selection operation is performed according to column address signal CA # 6 at that time, and after data DIN # 6 is written to the selected memory cell, word line WL is driven to the non-selected state.

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 decoder 19 provided corresponding to a bit line pair. When the write activation signal WX is activated, the decoder 19 decodes a predetermined set of bits of the internal column address signal CA to generate a write column selection signal CSLW. Write column select signal CSLW from decoder 19 is applied commonly to bit line drivers BDR and BDL.

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, decoder 19 is inactive and write column select signal CSLW is at L level. Therefore, the output signals of NAND gates NG1 and NG2 are both at H level, the output signals of AND gates AG1 and AG2 are at L level, and MOS transistors PQ1, PQ2, NQ1, and NQ2 are all in an off state. At the time of data reading, bit line BL is coupled to an internal data line by a transfer gate in read column selection gate RCG shown in FIG.

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 decoder 19 attains H level, NAND gates NG1 and NG2 operate as inverters, and AND gates AG1 and AG2 operate as buffer circuits. When write data D is "1" (H level), complementary write data / D is at L level. In bit line driver BDL, the output signals of NAND gate NG1 and AND gate AG1 are at L level. MOS transistor PQ1 is turned on and MOS transistor NQ1 is turned off. In bit line driver BDR, the output signals of NAND gate NG2 and AND gate AG2 are both at H level, MOS transistor PQ2 is turned off, and MOS transistor NQ2 is turned on. Therefore, a current is supplied to bit line BL from the power supply node via MOS transistor PQ1, and this supplied current is discharged to the ground node via MOS transistor NQ2, and the bit line write current on bit line BL is discharged. IW (BL) flows from right to left.

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 decoder 19, or a signal obtained by predecoding the multi-bit column address signal CA may be supplied.

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 main control circuit 2 shown in FIG. In FIG. 5, the main control circuit 2 includes an AND gate 20 that receives a clock signal CLK and an open row command (page mode instruction signal) Open-Row, and a clock signal CLK and a close row command (page mode completion instruction signal) Close-Row. And an AND gate 21 receiving the page clock signal CLKPG and the close-row command Close-Row, an OR gate 23 receiving the output signals of the AND gates 21 and 22, and an output signal of the AND gate 20 and A set / reset flip-flop 24 that is reset according to the output signal of the OR gate 23 to generate the page mode designation signal OPRW, and delays the page mode designation signal OPRW for a half clock cycle period of the clock signal CLK. A clock delay circuit 25, an AND gate 26 to generate a page mode clock signal CLKPG receives the clock signal / CLK of the complement and delayed page mode designation signal OPRWD from half-clock delay circuit 25.

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 main control circuit 2 further receives a page mode clock signal CLK, a clock signal CLK and an external write instruction (write command) ext / WE, and generates a write mode designation signal WE. Write activation circuit 28 for generating write activation signal WX that is active for a predetermined period in accordance with write mode designating signal WE, page mode clock signal CLKPG and clock signal CLK, and an external data read instruction (read command) ) Read mode detection circuit 29 for generating read mode designation signal RE in response to ext / RE, and read column activation for maintaining read column activation signal RY in an active state for a predetermined period in accordance with activation of read mode designation signal RE A word line activation signal RX is generated in accordance with circuit 30, read mode designation signal RE and page mode designation signal OPRW. It includes word line activation circuit 31.

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 mode detection circuit 27 drives write mode designating signal WE to an active state when a write command is applied when clock signal CLK rises or page mode clock signal CLKPG rises. In response, write activation circuit 28 maintains write activation signal WX in an active state for a predetermined period. Similarly, read mode detection circuit 29 activates read mode designating signal RE when a read command is applied at the rise of clock signal CLK or page mode clock signal CLKPG, and read column activation circuit 30 causes read column activation signal RY. Are driven to the active state for a predetermined period. Therefore, when the page mode is designated, the rising edges of both the page mode clock signal CLKPG and the clock signal CLK are used as command detection triggers. Therefore, in the page mode, the rising edge and the falling edge of the clock signal CLK are synchronized. Thus, data writing / reading is designated (page mode clock signal CLKPG is generated from complementary clock signal / CLK).

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 line activation circuit 31 drives the word line activation signal RX to an active state for a predetermined period (one clock cycle period) when the read mode designation signal RE is activated, and the word line activation circuit 31 operates while the page mode designation signal OPRW is in the active state. The line activation signal RX is maintained in the active state.

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 mode detection circuit 27 and write activation circuit 28 shown in FIG. In FIG. 6, a write mode detection circuit 27 includes a gate circuit 27a that receives a clock signal CLK and an external write command (write instruction signal) ext / WE, a page mode clock signal CLKPG, and an external write command ext / WE. A gate circuit 27b that receives WE, a one-shot pulse generation circuit 27c that generates a one-shot pulse signal in response to the rise of the output signal of the gate circuit 27a, and a one-shot in response to the rise of the output signal of the gate circuit 27b Includes a one-shot pulse generation circuit 27d for generating a pulse signal of 1 and an OR circuit 27e for receiving the output signals of these one-shot pulse generation circuits 27c and 27d and generating a write mode designation signal WE.

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。   Gate circuits 27a and 27b are H level signals in response to rising of clock signal CLK and page mode clock signal CLKPG when external write command ext / WE is at L level and the write mode is instructed. Are output respectively.

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 pulse generation circuit 27d generates a one-shot pulse signal at the write timing in the page mode To do.

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 activation circuit 28 is activated when delay page mode designating signal OPRWD is inactive, and generates a one-shot pulse signal in accordance with activation of write mode designating signal WE from write mode detection circuit 27. A shot pulse generating circuit 28a, a one shot pulse generating circuit 28b which is activated when the delayed page mode designating signal OPRWD is activated, and generates a one shot pulse signal in response to the activation of the write mode designating signal WE; An OR circuit 28c for receiving the output signals of these one-shot pulse generation circuits 28a and 28b and generating write activation signal WX is included.

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 pulse generation circuit 28a generates a one shot pulse signal in accordance with activation of write mode designation signal WE in the normal access operation mode, and one shot pulse generation circuit 28b generates a write mode designation signal in the page mode operation. A one-shot pulse signal is generated according to WE. At the time of data writing, the amount of write current flowing through the bit line and the digit line is the same in the normal operation mode and the page operation mode. Only the data writing timing is different. Therefore, the one-shot pulse generation circuits 28a and 28b only differ in the pulse generation timing, and the time widths of the generated pulses are the same.

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 mode detection circuit 27 and write activation circuit 28 shown in FIG. Hereinafter, the operation of the circuit shown in FIG. 6 in the normal operation mode will be described with reference to FIG.

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 gate circuit 27b is maintained at L level. When the external write command ext / WE is set to the L level at the rising edge of the clock signal CLK, the output signal of the gate circuit 27a becomes the H level and accordingly has a predetermined time width from the one-shot pulse generation circuit 27c. A one-shot pulse is generated, and accordingly, write mode designating signal WE from OR circuit 27e goes to H level.

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 write activation circuit 28, delayed page mode designating signal OPRWD is at L level, so that one-shot pulse generation circuit 28b is inactive and its output signal is at L level. On the other hand, the one-shot pulse generation circuit 28a is enabled, and a one-shot pulse signal is generated at a predetermined timing in response to the activation of the write mode designation signal WE, and the write from the OR circuit 28c is performed accordingly. Activation signal WX is activated. Thereafter, in the normal operation mode, every time a write command is applied at the rising edge of the clock signal CLK, the write mode designation signal WE and the write activation signal WX are respectively set in the form of a one-shot pulse signal. Activated at timing.

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 mode detection circuit 27 and write activation circuit 28 shown in FIG. Hereinafter, the operation of the circuit shown in FIG. 6 in the page mode will be described with reference to FIG.

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-flop 24 shown in FIG. 5 becomes H level, and the delayed page from the half clock delay circuit 25 (see FIG. 5) is delayed by half a clock cycle. Mode designation signal OPRWD becomes H level. In accordance with the activation of delayed page mode designating signal OPRWD, page mode clock signal CLKPG from AND gate 26 shown in FIG. 5 is generated in reverse phase with clock signal CLK.

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 gate circuit 27a shown in FIG. 6 rises, and one-shot pulse generation circuit 27c responds to a one-shot pulse. And write mode designation signal WE is activated accordingly. In write activation circuit 28, one-shot pulse generation circuit 28a is in a disabled state in accordance with activation of delayed page mode designation signal OPRWD, while one-shot pulse generation circuit 28b is in an enabled state. Therefore, one-shot pulse generation circuit 28b generates a one-shot pulse in accordance with activation of write mode designation signal WE, and in response to write from OR circuit 28c in the form of a one-shot pulse at a predetermined timing. An activation signal WX is generated.

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, gate circuit 27b raises this output signal in accordance with page mode clock signal CLKPG, and one-shot pulse generation circuit 27d responds to one-shot. And the write mode detection signal WE from the OR circuit 27e is activated. Therefore, one shot pulse generation circuit 28b generates write activation signal WX in the form of a one shot pulse.

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 signal detection circuit 27 causes the output signal of gate circuit 27a to rise in synchronization with the rise of clock signal CLK. The one-shot pulse generation circuit 27c generates a one-shot pulse, and the write mode detection signal WE is activated. In response, one-shot pulse generation circuit 28b again generates a one-shot pulse in accordance with activation of write mode designating signal WE, and write activation signal WX is activated.

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 mode detection circuit 29 and read column activation circuit 30 shown in FIG. 5 have the same configurations as write mode detection circuit 27 and write activation circuit 28 shown in FIG. In the configuration shown in FIG. 6, a read command ext / RE may be given instead of the write command ext / WE. By providing the one-shot pulse generation circuits 28a and 28b in the write activation circuit 28 separately for the normal operation mode and the page mode, the data write / read in the normal operation mode and the page mode are provided. The readout period and timing can be optimized.

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 internal read circuit 10 shown in FIG. 1 is activated in response to activation of read column activation signal RY from read column activation circuit 30 shown in FIG. The

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 line activation circuit 31 shown in FIG. In FIG. 9, a word line activation circuit 31 includes a one-shot pulse generation circuit 31a that generates a one-shot pulse signal PUR in response to activation of a read mode designation signal RE, a one-shot pulse signal PUR and a delayed page mode. An OR circuit 31b that receives the designation signal OPRWD and generates the word line activation signal RX is included.

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 pulse generation circuit 31a determines the word line selection period and timing in the normal operation mode, and has an activation period longer than a half clock cycle of clock signal CLK.

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 line activation circuit 31 shown in FIG. Hereinafter, the operation of the word line activation circuit 31 shown in FIG. 9 will be described with reference to FIG.

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 pulse generation circuit 31a in accordance with activation of read mode detection signal RE, and word line activation signal RX is activated in accordance with this one-shot pulse signal PUR for addressing. The word line WL arranged corresponding to the selected row is driven to the selected state.

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 pulse generation circuit 31a generates one-shot pulse signal PUR in response to activation of read mode designation signal RE. Since the activation period of this one-shot pulse signal PUR is longer than a half clock cycle of clock signal CLK, pulse signal PUR is not applied to read mode designating signal RE generated in response to the fall of clock signal CLK. Not generated.

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 clock cycle # 2, when a read command is applied in response to the fall of clock signal CLK, one-shot pulse signal PUR is again generated from one-shot pulse generation circuit 31a. Even in this case, since delayed page mode designation signal OPRWD is in the active state, the state of word line activation signal RX is not changed and is maintained in the active state.

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 clock cycle # 3, in synchronization with the rise of clock signal CLK, a close row command for instructing the end of page mode and a read command for instructing data reading are applied. In this read command in clock cycle # 3, since pulse signal PUR is in an active state due to the read command in previous clock cycle # 2, a one-shot pulse is not newly generated in clock cycle # 3. After data reading is performed in response to the rise of clock signal CLK in clock cycle # 3 (by output signal RY of read column activation circuit 30 shown in FIG. 5), in response to the fall of clock signal CLK. Delay page mode designating signal OPRWD falls to L level, and pulse signal PUR also goes to L level. In response, the word line activation signal RX from the OR circuit 31b is deactivated, and the page mode ends.

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 mode detection circuit 29 shown in FIG. Read mode detection circuit 29 has a configuration similar to that of write mode detection circuit 27 shown in FIG. 6, and reads in accordance with a read command applied in synchronization with the rising and falling edges of clock signal CLK in the page mode. The mode designation signal RE is activated. The word line activation period in the normal operation mode is determined by using the one-shot pulse generation circuit 31a. As a result, the selected word line can be accurately maintained in the active state for a necessary period in both the normal operation mode and the page mode.

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 main control circuit 2 shown in FIG. 1 and address input circuit 3. In FIG. 11, main control circuit 2 includes an OR circuit 36 that receives read mode designation signal RE and write mode designation signal WE, an OR circuit 36 that receives write activation signal WX and read column activation signal RY, A set / reset flip-flop 37 which is set in response to the rise of the output signal of circuit 35 and reset in response to the fall of the output signal of OR circuit 36 to generate column address latch instruction signal CAL; It includes an OR circuit 38 which receives an instruction signal CAL, a page mode designation signal OPRW and a delayed page mode designation signal OPOWD and generates a row address latch instruction signal RAL.

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。   Address input circuit 3 latches external address AD in response to activation of row address latch instruction signal RAL and generates internal row address signal RA, and when column address latch instruction signal CL is activated. Includes a column address latch circuit 3b which latches an external column address signal AD and generates an internal column address signal CA. A row address signal and a column address signal of external address signal AD are applied to row address latch circuit 3a and column address latch circuit 3b, respectively.

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 clock cycle # 0, an open row command and a read command are applied, read mode designation signal RE is activated, and read column activation signal RY is activated accordingly. At this time, page mode designation signal OPRW is activated, and accordingly, row address latch instruction signal RAL is activated, and row address latch circuit 3a is latched. When the read operation is completed in clock cycle # 0, read column activation signal RY is deactivated, and column address latch instruction signal CAL is deactivated accordingly. Therefore, in clock cycle # 0, column address signal CA is latched for a period from when read mode designating signal RE is activated until read column activation signal RY is deactivated.

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 clock cycle # 3 after clock cycle # 1, and data writing / reading is executed at the rising and falling edges of clock signal CLK. In clock cycle # 1, a read command is applied in synchronization with the rising and falling edges of clock signal CLK, and column address latch instructing signal CAL is in accordance with inactivation of read mode designating signal RE and read column activation signal RY. In response, column address latch circuit 3b is latched for a half clock cycle period of clock signal CLK, and generates a new internal column address signal CA according to the applied column address signal.

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 clock cycles # 2 and # 3, a write command instructing data writing is applied in synchronization with the rising edge and falling edge of clock signal CLK, and in accordance with write mode designating signal WE and write activation signal WX. Column address latch instruction signal CAL is generated (activated) by set / reset flip-flop 37 shown in FIG. Therefore, also in this case, column address latch circuit 3b latches the column address signal in synchronization with each rising edge and falling edge of clock signal CLK, and generates internal column address signal CA.

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 address latch circuit 3a is in the latched state, so that internal row address signal RA does not change and the word line in the same row is in the selected state. Maintained.

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 clock cycle # 4, a close row command is applied together with a read command, page mode designation signal OPRW is deactivated, and delayed page mode designation signal OPRWD is deactivated in accordance with the fall of clock signal CLK. In clock cycle # 4, at the fall of clock signal CLK, column address latch instructing signal CAL is already inactive (data reading is performed in a half clock cycle), and row address latch instructing is performed. Signal RAL is deactivated in accordance with deactivation of delayed page mode designating signal OPRWD, and row address latch circuit 3a is released from the latched state.

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-flop 37, column address latch instructing signal CAL is activated in accordance with activation of read mode designating signal RE and write mode designating signal WE to latch the column address, and write activation signal WX or read column By deactivating the column address latch instruction signal CAL in response to the deactivation of the activation signal RY, the column selection period in the page mode and the normal operation mode is set to the optimum timing, and each column access Column address latch instruction signal CAL can be activated / deactivated in a cycle.

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 line drive circuit 4 shown in FIG. In FIG. 13, a word line drive circuit 4 is activated in response to activation of a word line activation signal RX, decodes an internal row address signal RA, and generates a decode circuit 4a for generating a word line selection signal WSL. Including. The decode circuit 4a is provided corresponding to each word line, and the word line selection signal WSL is applied to a word line driver arranged on the corresponding word line.

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 line drive circuit 5 shown in FIG. In FIG. 14, digit line drive circuit 5 is activated in response to activation of write activation signal WX, decodes internal row address signal RA, and generates a digit line selection signal DSLj. including. Decoding circuit 5a is provided corresponding to each digit line DL shown in FIG. 2, and digit line selection signal DSLj is applied to a digit line driver arranged on the corresponding digit line. At the time of data writing, decode circuit 5a is activated, and digit line selection signal DSLj for the digit line corresponding to the selected row is driven to the selected state in accordance with row address signal RA in the latched state.

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 column selection circuit 6 shown in FIG. Read column select circuit 6 includes a decode circuit 6a provided corresponding to each bit line pair. Decode circuit 6a is activated when read column activation signal RY is activated, and decodes internal column address signal CA to generate read column select signal CSLRj. Read column select signal CSLRj is applied to a read column select gate and a source line driver provided for the corresponding bit line.

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 decode circuit 9a provided corresponding to each bit line pair. Decode circuit 9a is activated when write activation signal WX is activated, and decodes internal column address signal CA to generate a write column selection signal CSLWj. Write column select signal CSLWj is applied to the bit line driver arranged in the corresponding column. As a result, the decode circuit 9a is activated only at the time of writing to perform a decoding operation, and can generate the write column selection signal CSLWj.

[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 clock cycle # 0, an open row command, a read command, and a write command are applied, external read address RDAD and write address WRAD are applied, row and read column address signals RA and CAR # 1, and write Column address signal CAW # 1 is generated. When the read command and the write command are applied in parallel, the external write instruction signal (write command) / WE and the external read instruction signal (read command) / RE are set to the L level, and the open low The command (page mode instruction signal) Open-Row is set to the H level. At this time, write data DIN # 1 for data writing is also provided.

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 clock cycle # 0, a column select operation is performed, read column select signal CSLR and write column select signal CSLW are driven to a selected state, read column select gate RCG is turned on, and corresponding bit line BL is connected to internal data line RDB1. And RDB2. For data writing, bit line drivers BDL and BDR for the selected column are activated. Read column address signal CAR # 1 and write column select signal CSLW # 1 define different columns. The source line of the read column is driven to the ground voltage level, while the source line of the write column maintains the power supply voltage level. Data can be written to and read from the bit lines in these different columns without adversely affecting each other. Since an open row command is applied, word line WL maintains the selected state even after data writing / reading.

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 clock cycle # 1, and read column address signal CAR # 2 is applied as read address RDAD at that time, and read column select signal CSLR designated by the selected column is driven to the selected state. Then, the data of the memory cell connected to the bit line of the selected column is read out.

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 clock cycle # 1, write column address signal CAW # 3 is applied as write address WRAD, and write data DIN # 3 is applied. In this case, write column selection signal CSLW corresponding to the selected column is driven to the selected state, the corresponding bit line driver and the data line of the selected row shown in FIG. 2 (not shown) are driven, and data DIN # 3 for the selected memory cell is driven. Is written. Although data DOUT # 2 is output in this cycle, data output and data input can be executed in parallel by using the DQ separation configuration in which the data output node is arranged separately from the data input node.

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 clock cycle # 2, and read column selection signal CSLR and write column selection signal CSLW are selected by column address signals CAR # 4 and CAW # 4 at that time, respectively. Driven to the state, data writing and reading are performed in parallel.

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 clock cycle # 2, and read column select signal CSLR for the selected column is driven to the selected state in accordance with read column address signal CAR # 5 at that time, and the data Reading is performed. Read data DOUT # 4 is output at the fall of the clock signal of clock cycle # 2.

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 clock cycle # 3, a close row command and a write command are applied at the rise of clock signal CLK, write column select signal CSLW is driven to a selected state in accordance with write column address signal CAW # 6, and data DIN # 6 is written. Is executed. In this cycle, data DOUT # 5 of the memory cell specified by column address signal CAR # 5 applied in the previous cycle is output.

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 clock cycle # 3, word line WL is driven to a non-selected state in accordance with a close row command after completion of data writing.

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 main control circuit 2 and address input circuit 3 in the modification of the first embodiment of the present invention. These main control circuit 2 and address input circuit 3 correspond to main control circuit 2 and address input circuit 3 shown in FIG. 1, respectively.

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, main control circuit 2 is set in response to activation of read mode designating signal RE and reset in response to inactivation of read column activation signal RY, so that read column address latch instruction signal RCAL. Set / reset flip-flop 50 for generating the write column address latch and set in response to the activation of write mode designating signal WE and reset in response to the deactivation of write activation signal WX Set / reset flip-flop 51 for generating instruction signal WCAL, OR circuit 52 for receiving read mode designating signal RE and write mode designating signal WE, output signal of OR circuit 52, page mode designating signal OPRW, and delay page mode designating An OR circuit 53 that receives the signal OPRWD and generates a row address latch instruction signal RAL is included.

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 mode detection circuit 27 and write activation circuit 28 shown in FIG. Read mode designating signal RE and read column activation signal RY are output from read mode detection circuit 29 and read column activation circuit 30 shown in FIG. Page mode designating signal OPRW and delayed page mode designating signal OPRWD are output by set / reset flip-flop 24 and half-clock delay circuit 25 shown in FIG.

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。   Address input circuit 3 is responsive to read column address latch instruction signal RCL to read column address latch circuit 55 for latching external read column address signal CAR # and generating internal read column address signal CAR, and write address latch Write column address latch circuit 56 that latches external write address signal CAW # in response to instruction signal WCAL to generate internal write column address signal CAW, and external row address in response to row address latch instruction signal RAL A row address latch circuit 57 for latching signal RA # and generating internal row address signal RA is included.

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-flop 50 maintains read column address latch instructing signal RCAL in an active state during a data read period, and read column address latch circuit 55 is in a latched state. Internal read column address signal CAR is generated in accordance with address signal CAR #. At the time of data writing, write column address latch instruction signal WCAL is activated by set / reset flip-flop 512, and write column address latch circuit 56 is in a latched state during the data write period, so that external write Internal write column address signal CAW is generated according to embedded column address signal CAW #.

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 OR circuit 53, and external row address signal RA # is latched as internal row address signal RA by row address latch circuit 57.

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 main control circuit 2. In addition, the configuration described with reference to FIGS. 13 to 16 is used for both driving the memory cell to the selected state and writing / reading data as well as the configuration of the circuit for generating the selection signal. be able to.

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 / output circuit 11 in a modification of the first embodiment of the present invention. The data input / output circuit 11 shown in FIG. 19 corresponds to the input / output circuit 11 shown in FIG. Data input / output circuit 11 generates internal write data DIN from external write data DIN # and applies the same to bit line driving circuit, and internal read data DOUT supplied from the internal read circuit as an output enable signal. A data output circuit 62 for sequentially outputting as external data DOUT # in accordance with OEN is included.

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. Data output circuit 62 is activated at a predetermined timing in accordance with read column activation signal RY or in accordance with data read activation signal SEN shown in FIG. 1 in consideration of latency and page mode / normal operation mode. By providing data input circuit 60 and data output circuit 62 in parallel, data can be written and read in parallel, and high-speed data transfer can be realized.

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 address latch circuit 57 is provided in common for data writing and data reading. However, by providing row address latch circuit 57 separately for data writing and data reading, a 2-port memory having separate read ports for data reading and write ports for data writing is realized. Can do.

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 memory cell arrays 100a and 100b capable of performing memory cell selection operation and data writing / reading independently of each other. Each of these memory cell arrays 100a and 100b has a configuration similar to that of the first embodiment. The memory cell array 100a constitutes the bank BKA, and the memory cell array 100b constitutes the bank BKB.

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 address latch circuit 102a is decoded, a row selection circuit 104a for generating a row selection signal, and a word line of memory cell array 100a according to a row selection signal output from row selection circuit 104a or A word / digit line drive circuit 106a for driving a digit line to a selected state; a write column selection circuit 108a for generating a write column selection signal for selecting a write column according to a column address signal from the address latch circuit 102a; Bit line drive circuit 110a for supplying a write current to a bit line of a selected column of memory cell array 100a in accordance with a write column selection signal from embedded column selection circuit 108a and write data from write data generation circuit 111a, and an address A read column selection signal is generated according to a column address signal from latch circuit 102a, and Read column selection circuit 112a for coupling the bit line corresponding to the selected column to internal read bus RB0, and at the time of data reading, internal read data is generated on main read data bus MRB according to the data read from read column selection circuit 112a An internal reading circuit 114a for controlling the operation of these banks BKA and a bank A control circuit 116a are provided. In this bank BKA, a source line driver circuit is also arranged as in the first embodiment, but FIG. 20 does not show it for the sake of simplicity.

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 address latch circuit 102b, a row selection circuit 104b, a word / digit line drive circuit 106b, a write column selection circuit 108b, a bit line drive circuit 110b, a write data generation circuit 111b, A read column selection circuit 112b, an internal read circuit 114b, and a bank B control circuit 116b are provided. Also in memory cell array 100b, the source line driver circuit is arranged as in the first embodiment, but is not shown in FIG. 20 for the sake of simplicity.

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 B control circuit 116b, respectively. The peripheral circuit configuration of memory cell arrays 100a and 100b is substantially the same as that of the first embodiment. In bank A control circuit 116a and bank B control circuit 116B, data is read according to the self-reference method at the time of data reading. Therefore, the control signal generation sequence at the time of data reading is different from that of the first embodiment.

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 main control circuit 120 that takes in an external command CMD in synchronization with a clock signal CLK, and generates an operation mode designation signal MODE, an output activation signal OE, and an input activation signal IE; An address input latch 122 that generates an internal address signal by latching an external address signal AD in accordance with a latch instruction signal (not shown) from the main control circuit 120, and an external input in accordance with a latch instruction signal from the main control circuit 120. Bank address latch 124 that latches bank address signal BAD to generate an internal bank address signal, and data that generates external read data Q from data on main read data bus MRB in accordance with output activation signal OE from main control circuit 120 Output activation signal from output circuit 126 and main control circuit 120 And generates an internal write data from external data D according to E, the write data generation circuit 111a and 111b, a data input circuit 128 for transmitting through the main write data bus MWB.

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 address input latch 122 is applied to address latch circuits 102a and 102b, and the bank address signal from bank address latch 124 is applied to bank A control circuit 116a and bank B control circuit 116b. These bank control circuits 116a and 116b are activated when the bank address signal from bank address latch 124 designates a corresponding bank, and perform necessary control for reading or writing data. The operation is performed according to the operation mode designation signal MODE from the control circuit 120.

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 cycle Read # 1 and a second cycle Read # 2. In first cycle Read # 1, storage data in the memory cell is read and latched, and then fixed data ("0") is written. In the second cycle Read # 2, the read fixed value data is read, the internal read data is generated based on the comparison between the previously latched stored data and the read fixed value data, and the internal read data is stored in the original memory. A restore is performed to write to the cell.

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 memory cell arrays 100a and 100b have the same configuration as in the first embodiment, the signals shown in FIG. 2 are used as signals. Hereinafter, the data read operation of the magnetic memory device shown in FIG. 20 will be briefly described with reference to FIG.

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 main control circuit 120 as operation mode designating signal MODE and applied to bank A control circuit 116a and bank B control circuit 116b. At the same time, the bank control circuit provided for the selected bank is activated in accordance with the bank address signal applied from bank address latch 124 to generate a control signal necessary for data reading. In accordance with the activation of read mode designating signal RE, first cycle Read # 1 starts in the selected bank, and first cycle activation signal READ1 is driven to the active state. In accordance with activation of first cycle activation signal READ1, read activation signal RDEN (corresponding to signals RX and RY) is activated, word line WL is driven to a selected state, and read column selection signal CSLR is read column. Generated by the selection circuit (112a, 112b), the selected memory cell data is read and latched by the corresponding internal reading circuit (114a, 114b).

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 line drive circuits 110a, 110b. A current is supplied to the selected bit line in the writing direction. When this fixed value data is written, write activation signal WREN is deactivated and supply of write current to selected digit line DL and bit line BL is stopped. At this time, as in the first embodiment, the word line WL is maintained in the selected state. When the writing of the fixed value data is completed, the first cycle activation signal READ1 is deactivated and the first cycle Read # 1 is completed.

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 cycle Read # 2 starts. In response to activation of second cycle activation signal READ2, read activation signal RDEN is activated again, and read column selection signal CSLR is generated in accordance with the latched address signal (word line WL maintains the selected state). ) By activation of read column selection signal CSLR, fixed value data written in the selected memory cell is read out by the corresponding internal read circuit and compared with the stored data read in the first cycle Read # 1. And internal read data is generated.

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 cycle Read # 2 is completed, and one data read cycle for internally reading data is completed.

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 cycle Read # 2, and the deactivation of the write activation signal WREN. Similarly, when the internal circuit is reset to the initial state in response to the activation, the word line WL may be driven to the inactive state.

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 cycles # 1 to # 4 are shown.

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 line WL # 1 is driven to a selected state in accordance with address signal Add # 1 at that time to read data. Here, word lines WLA and WLB generically indicate the word lines of banks BKA and BKB. The bank BKA is specified when the bank address BAD is “0”, and the bank BKB is specified when the bank address BAD is “1”. After reading the stored data of the memory cell connected to word line WL # 1, writing to the selected memory cell with fixed value “0” is performed.

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 cycle Read # 2 for word line WL # 1, the fixed value data written in the first cycle is read from the memory cell on word line WL # 1, and the internal read data is the main read data. Data Dout # 1 is output as external data Q after being read on bus MRB. When this external data is output, the read data on internal read data bus MRB is written into the original memory cell, and the stored data is restored.

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 cycle Read # 2 of word line WL # 1, a read command instructing data reading for bank BKB is applied together with address signal Add # 2 in accordance with the rise of clock signal CLK. As a result, the word line WL # 2 in the addressed row of the word lines WLB in the bank BKB is driven to the selected state, and the storage data read, the fixed value data write, and the first value read in the first cycle Read # 1 The reading of the fixed value data and the rewriting (restoring) of the read data in two cycles Read # 2 are executed.

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 read cycles # 3 and # 4, data reading is instructed to banks BKA and BKB according to address signals Add # 3 and Add # 4, and data RD # 2 and RD # 3 are applied to internal main read data bus MRB. Data is read at each clock cycle, and data Dout # 2 and Dout # 3 are output as external data Q. Further, rewriting of the original memory cells of data RD # 2 and RD # 3 of these internal read data buses MRB is executed.

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 access cycle # 1, data Q can be output every clock cycle, and data can be read at high speed.

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 B control circuit 116b shown in FIG. Since these bank A control circuit 116a and bank B control circuit 116b are different only in the logic of the bank address signal applied and have the same internal configuration, in FIG. 24, these bank A control circuit 116a and bank B control circuit 116b are the same. The B control circuit 116 b is indicated by a bank control circuit 116.

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, bank control circuit 116 is set in response to rising of the output signal of AND gate 150 receiving read mode designating signal RE and bank address signal BAD (or / BAD), and clock signal CLK A counter / counter 151 that counts the output of the AND gate 150 and is set in response to the rise of the output signal of the AND gate 150 and reset according to the count-up signal CUP from the ring counter 151 to output the first cycle activation signal READ1 The flip-flop 152 is set in response to the fall of the first cycle activation signal READ1, and is reset according to the count-up signal CUP from the ring counter 151 to output the second cycle activation signal READ2. Flip-flop 153, an OR circuit 154 receiving these activation signals READ1 and READ2, and a one-shot that outputs read activation signal RDEN in the form of a one-shot pulse in response to the rise of the output signal of OR circuit 154 A pulse generation circuit 155 and a one-shot pulse generation circuit 156 that generates a write activation signal WREN in a one-shot pulse form in response to a fall of the output signal of the OR circuit 154 are included.

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 ring counter 151 activates the count-up signal CUP when the count value of the clock signal CLK reaches a predetermined value, and performs the count operation from the initial value again. The ring counter 151 is deactivated in response to the fall of the second cycle activation signal READ2, and stops the count operation.

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 bank control circuit 116 shown in FIG. 24, when a read operation is instructed to the corresponding bank, the output signal of AND circuit 150 becomes H level, ring counter 151 is activated, and the clock signal Count CLK. The set / reset flip-flop 152 maintains the first cycle activation signal READ1 in an active state until the count-up signal CUP is supplied from the ring counter 151. In response to the activation (rising) of first cycle activation signal READ1, the output signal of OR circuit 154 rises to the H level. In response to the rise of the output signal of OR circuit 154, read activation signal RDEN from one shot pulse generation circuit 155 is activated, word line selection and read column selection are performed, and storage data is read out. Executed.

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 pulse generation circuit 156 is activated, a write column selection signal is generated, and digit line selection is performed. The fixed value data is written. When this first cycle is completed, the count-up signal CUP is generated from the ring counter 151, the set / reset flip-flops 152 and 153 are both reset, the first cycle activation signal READ1 is deactivated, and then Second cycle activation signal READ2 is activated, and read activation signal RDEN and write activation signal WREN are activated again for a predetermined period by one-shot pulse generation circuits 155 and 156, respectively.

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 ring counter 151, and the ring counter 151 stops the counting operation.

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 data generation circuits 111a and 111b shown in FIG. Since these write data generation circuits 111a and 111b have the same configuration, in FIG. 25, the write data generation circuit 111 shows these write data generation circuits 111a and 111b.

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 data generation circuit 111 is activated when the first cycle activation signal READ1 is activated, and outputs the fixed value data “0” and the activation of the second cycle activation signal READ2. Activated at the time of activation, transmitting tristate buffer 162 transmitting data on main read data bus MRB, NOR gate 163 receiving first and second cycle activation signals READ1 and READ2, and the output signal of NOR gate 163 being H It includes a tristate buffer 164 that is activated when the level is reached and transfers data on the main write data bus MWB. Outputs of these tri-state buffers 160, 162 and 164 are coupled in common, and the output data is transmitted to the bit line driving circuit of the corresponding bank.

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, tristate buffer 160 is activated and fixed value data “0” is transmitted to the corresponding bit line drive circuit. In the second cycle, tristate buffer 162 transfers the data on main read data bus MRB to the corresponding bit line drive circuit, and the stored data is restored. When the output signal of NOR gate 613 is at H level, activation signals READ1 and READ2 are both inactive, and data write is designated. At that time, main write data bus MWB Internal write data is transmitted to the corresponding bit line drive circuit.

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 Patent Document 1 or Patent Document 2 may be used as the configuration of the internal readout circuit including the sense amplifier and the like. The internal readout circuit can be formed by the latch circuit and the comparison circuit.

[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 selection drive circuit 204 for driving a row of the memory cell array 200 to a selected state in accordance with a row address signal from the address input circuit 202, and an address signal from this address input circuit 202 (this path is not shown) ), A column selection circuit 206 for selecting a column of the memory cell array 200 and a write circuit 208 for writing data to the selected memory cell of the memory cell array 200 are provided.

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 selection drive circuit 204 includes a word line drive circuit and a digit line drive circuit, and column selection circuit 206 includes a read column selection signal generation circuit. Includes a write column selection signal generation circuit and a read column selection circuit. Write circuit 208 includes a write data generation circuit and a bit line drive circuit.

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 internal read circuit 210 coupled to an internal read data bus RDB for transferring data of 32-bit memory cells simultaneously selected from column selection circuit 206, and main read from internal read circuit 210. A parallel-serial conversion circuit 212 that converts 32-bit data transferred via the data bus MRDB into 16-bit data and sequentially outputs the data; a data output circuit 214 that outputs 16-bit data from the parallel-serial conversion circuit 212; A data input circuit 216 for generating 16-bit internal write data in accordance with external 16-bit data is included. Internal write data from data input circuit 216 is applied to write circuit 208 via 16-bit write data bus WDB.

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 main control circuit 218 that generates control signals required for various internal operations in accordance with an external command CMD, and internal data read and output in accordance with a read mode instruction signal RE from the main control circuit 218 A read control circuit 220 that controls necessary operations is provided. Read control circuit 220 controls the internal read operation so that internal read data is generated according to the self-reference method.

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-serial conversion circuit 212. When 32-bit data is generated, which of 16-bit data of the even address and 16-bit data of the odd address is output first. This is to decide.

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 circuit 208 also writes data in units of 16 bits. Therefore, at the time of writing 32-bit data, writing of 16-bit data is executed twice.

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 circuit 208 as shown in FIG.

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 access cycle # 1, a data read instruction is given in cycle C # 0 of clock signal CLK, and first and second cycles Read # F and Read # S are sequentially performed in accordance with address signal Add # 1 at that time. Internal read data is generated in internal read circuit 210 shown in FIG. 29, and 32-bit data Q # 1 is output to main read data bus MRDB in clock cycle C # 1. This 32-bit data Q # 1 is latched in parallel / serial conversion circuit 212, and the output order of 16-bit data is set according to column address signal bit CA0. In clock cycles C # 2 and C # 3, 16-bit data Q # 1 is set. # 1F and Q # 1S are output, respectively.

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 cycle C # 2, and memory cell data is read in accordance with address signal Add # 2 at that time. In access cycle # 2, read access subcycles Read # F and Read are read. When #S is executed, 32-bit data Q # 2 is generated by internal reading circuit 210 and taken into parallel / serial conversion circuit 212. From clock cycle C # 4, 16-bit data is subsequently selected in accordance with column address signal bit CA0 in parallel / serial conversion circuit 212, and data Q # 2F is output.

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 column selection circuit 206 shown in FIG. In FIG. 32, column selection circuit 206 receives OR column GT1 which generates read column selection signal CSLR1 in response to read column selection fast signal CSLRF0 and read column selection fast signal CSLRF1 generated from a read column decoder (not shown), An OR gate GT2 that receives column select first signal CSLRF1 and read column select fast signal CSLRF2 and generates read column select signal CSLR2 is included.

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 select gate circuit 230e responsive to even column select signal CSLRe. On the other hand, the 16-bit odd bit line group BLo is coupled to an odd read data bus RDBo having a 16-bit width via an odd column read selection gate circuit 230o which is turned on in accordance with an odd read column selection signal CSLRo. These even data bus RDBe and odd read data bus RDBo form an internal read data bus RDB coupled to internal read circuit 210 shown in FIG. 29, and 32-bit memory cell data is transferred to internal read circuit 210. The

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 column selection circuit 206 shown in FIG. FIG. 34 representatively shows a configuration of a portion for generating write column selection signals CSLW0 to CSLW2.

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, column selection circuit 206 selects one of write column selection fast signals CSLWF0 and CSLWF1 generated from a write column decoder (not shown) according to switching signal φSW to generate a write column selection signal CSLW1. SWK1 includes a switch circuit SWK2 that selects one of write column selection fast signals CSLWF1 and CSLW2 generated from a write column decoder and generates a write column selection signal CSLW2. Write column selection signal CSLW0 is generated by switch circuit SWK0 that selects one of the ground voltage and write column selection fast signal CSLWF0 in accordance with switching signal φSW.

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 read control circuit 220 shown in FIG. Read control circuit 220 shown in FIG. 35 is configured using the configuration of bank control circuit 116 shown in FIG. The read control circuit 220 differs from the bank control circuit shown in FIG. 24 in the following points. That is, read mode designating signal RE is applied to set input S of set / reset flip-flop 152 and set input S of ring counter 151.

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 pulse generation circuit 235 that generates a one-shot pulse signal in response to the fall of the output signal WREN1 of the one-shot pulse generation circuit 156, and the output signals of the one-shot pulse generation circuits 156 and 235 In response, an OR circuit 236 for generating a write activation signal WREN is provided. A one-shot pulse generation circuit 235 outputs a switching signal φSW.

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 read control circuit 220 shown in FIG. 35 is the same as that of the bank control circuit shown in FIG. 24, and the corresponding portions are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.

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 read control circuit 220 shown in FIG. Referring to FIG. 36, the operation of read control circuit 220 shown in FIG. 35 will be briefly described.

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-flop 152. In accordance with activation of first cycle activation signal READ1, one-shot pulse generation circuits 155, 156 and 135 sequentially generate one-shot pulse signals, read activation signal RDEN, write activation signal WREN1 and switching Signal φSW is sequentially activated. According to the output pulse signals of one-shot pulse generation circuits 156 and 235, write activation signal WREN is generated twice from OR circuit 236, and data writing in units of 16 bits is executed.

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-flop 152 is reset according to count-up signal CUP of ring counter 151, second cycle activation signal READ2 is activated, and one-shot pulse generation circuits 155 and 156 are again activated according to the output signal of OR circuit 154. And 235 sequentially activates read activation signal RDEN, pulse signal WREN1, and switching signal φSW. At the time of writing in each cycle, first, data can be written in the 16-bit memory cell of the selected column according to the column address signal, and then the same data can be written in the 16-bit memory cell of the adjacent column.

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 column selection circuit 206 shown in FIG. 29 is activated, and the bit line drive circuit is activated. When digit line DL is provided, digit line DL is also activated during data writing.

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 address input circuit 202 is latched, and during the internal data read period, an adjacent column address is generated by adding 1 to the latched column address signal, and the latched column address and the adjacent column address are switched. A configuration in which the signal φSW is switched and given to the write column selection circuit for decoding may be used.

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 internal reading circuit 210 and parallel-serial conversion circuit 212 shown in FIG. In FIG. 37, an internal read circuit 210 is coupled to a 16-bit even read data bus RDBe to generate a 16-bit internal data generation circuit 240e for generating 16-bit internal data, and an odd-read read data bus RDBo having a 16-bit width. A 16-bit internal data generation circuit 240o that generates 16-bit internal data is combined. These 16-bit internal data generation circuits 240e and 240o have any circuit configuration that reads internal data in accordance with the self-reference method, latches data read from the memory cell, and then fixes the fixed value data read from the memory cell. And latch data may be compared.

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-serial conversion circuit 212 latches according to the latch circuit 242e that latches the output data of the 16-bit internal data generation circuit 240e, the latch circuit 242o that latches the output data of the 16-bit internal data generation circuit 240o, and the column address signal bit CA0. It includes a multiplexer 244 that selects one of circuits 242e and 242o and provides 16-bit data to data output circuit 214 shown in FIG.

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 multiplexer 244. In the first clock cycle, 16-bit data of the memory cell designated by column address signal bit CA0 is selected, and in the next clock cycle, the remaining 16-bit data is selected according to complementary column address signal bit / CA0.

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 write circuit 208 shown in FIG. The write data generation unit shown in FIG. 38 is configured using the configuration shown in FIG. In write circuit 208 shown in FIG. 38, 16-bit main even read data bus MRBe and 16-bit main odd read data bus MRBo are selected in accordance with column address signal bit CA0 and switching signal φSW to generate 16-bit data. A selection circuit 250 is provided for supplying the generated 16-bit data to the tri-state buffer 162. The other configuration of the write data generation unit shown in FIG. 38 is the same as the configuration of the write data generation circuit shown in FIG. 25, and corresponding portions are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted. .

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。   Select circuit 250 selects one of read data buses MRBe and MRBo according to column address signal bit CA0 when switching signal φSW is at the first logic level (L level). When switching signal φSW is at the second logic level (H level), column address signal bit CA0 is inverted to select the other of read data buses MRBe and MRBo. As a result, data is first written to the memory cell specified by column address signal bit CA0, and then the remaining 16-bit data is written to the memory cell in the adjacent column. Restoration can be performed.

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. Data input circuit 328 receives 32-bit data D and transfers 16-bit upper data and 16-bit lower data to 16-bit upper main write data bus UMWB and 16-bit lower main write data bus LMWB, respectively.

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。   Data output circuit 326 is coupled to 16-bit main read data bus MRB and outputs 16-bit data Q.

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 memory cell array 300a storing upper 16-bit data and lower 16-bit data. The memory cell array 300b to be stored is divided.

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 main control circuit 120, and the upper data activation signal UPEN and the lower data activation An input latch circuit 320 for generating the signal LWEN is provided.

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 block control circuit 316a and a lower block control circuit 316b are provided for memory cell arrays 300a and 300b, respectively. Upper block control circuit 316a controls operations necessary for writing / reading data to / from memory cell array 300a according to upper data activation signal UPEN from input latch circuit 320 and operation mode designating signal MODE from main control circuit 120. On the other hand, lower block control circuit 316b controls writing / reading of data to / from memory in memory cell array 300b in accordance with lower data activation signal LWEN and operation mode designation signal MODE from main control circuit 120.

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 data generation circuit 311a is provided for memory cell array 300a, and a write data generation circuit 311b is provided for memory cell array 300b. Write data generation circuit 311a receives the data on 16-bit main read data bus MRB and the data on 16-bit upper main write data bus UMWB, and based on the fixed value and the internal read data at the time of data reading Write data is generated, and write data is generated according to the data on the 16-bit upper main write data bus UMWB at the time of data writing. Write data generation circuit 311b similarly generates write data according to fixed value data and data on 16-bit main read data bus MRB at the time of data reading, and at the time of data writing mode, 16-bit lower main writing Write data is generated according to the data on the embedded data bus LMWB.

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 block control circuit 316a and the lower block control circuit 316b are activated according to the upper data activation signal UPEN and the lower data activation signal LWEN, respectively. The bank control circuit in the magnetic storage device having the bank configuration shown in FIG. The activation signals UPEN and LWEN are received instead of the bank address signal. Therefore, the configuration of the peripheral circuit for selecting the rows and columns of memory cell arrays 300a and 300b is the same as the configuration shown in FIG. 20, and the corresponding parts are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.

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 cycle Read # 1 and a second cycle Read # 2. These cycles Read # 1 and Read # 2 are the same as the internal read cycle in the second embodiment. In the first cycle Read # 1, storage data is read and latched and fixed value data is written. In two cycles Read # 2, reading of the written fixed value data and comparison with the stored data, generation of internal data based on the comparison result, and rewriting (restoration) of the internal data to the original memory cell are executed. Is done.

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 cycle C # 1 of clock signal CLK, and access cycle # 1 starts. At this time, address signal Add # 1 is applied, upper data enable signal UPE is set in an active state, upper block control circuit 316a shown in FIG. 39 is activated, and reading of 16-bit data in memory cell array 300a is performed. Executed according to the self-reference method.

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 signal C # 2, and address Add # 2 is applied. Data writing is performed in units of 32 bits, and these addresses Add # 1 and Add # 2 are the same address in order to correspond to the address at the time of writing.

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 clock cycle # 2, lower data enable signal LWE is set to an active state, lower block control circuit 316b shown in FIG. 39 is activated, and 16-bit data is read from memory cell array 300b. In cycle C # 2 of clock signal CLK, internal read cycles Read # 1 and Read # 2 are executed under the control of upper block control circuit 316a, and 16-bit internal read data QF is applied to main read data bus MRB. # 1 is output, and then 16-bit data Q # 1 is output via data output circuit 326. In accordance with internal read data QF # 1 read on main read data bus MRB in clock cycle C # 2, write data generating circuit 311a shown in FIG. 39 generates write data and stores it in the original memory cell. Rewrite bit data.

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 access cycle # 3, upper data enable signal UPE is activated again, upper block control circuit 316a is activated again in accordance with address signal Add # 3, and 16-bit data is read from memory cell array 300a. In clock cycle C # 3, 16-bit data QF # 2 read from memory cell array 300b in access cycle # 2 is transmitted to main read data bus MRB. Subsequently, external 16-bit data Q # 2 is transmitted. The data is output via the data output circuit 326.

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 cycle C # 4, a data read instruction is applied again, and address signal Add # 4 is applied. At this time, lower data enable signal LWE is set to an active state of H level, and in access cycle # 4, lower block control circuit 316b is activated again and 16-bit data is read from memory cell array 300b. .

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 circuit 342 receiving output signal of D flip-flop 340 and read mode designating signal RE, AND circuit 344 receiving signal of read mode designating signal RE and the complementary output / Q of D flip flop 340, An OR circuit 346 that receives the output signal of AND circuit 342 and write mode designation signal WE and generates lower data activation signal LWEN, and receives the upper signal of write mode designation signal WE and the output signal of AND circuit 344 OR circuit 348 for generating activation signal UPEN.

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 block control circuit 316a and lower block control circuit 316b shown in FIG. 39, respectively.

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-flop 340 is reset according to reset signal RST, so that the signal from output Q is at L level and the signal from complementary output / Q is at H level. The reset signal RST is activated when the system is reset or when the power is turned on.

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 circuit 344 becomes H level, and upper data activation signal UPEN is activated. Is done. The signal of output Q is at L level, and lower data activation signal LWEN is at L level. When read mode designating signal RE is deactivated, a signal applied to input D is taken into D flip-flop 340 and its output state changes.

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-flop 340 changes.

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)

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、
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.
前記内部読出回路の生成する内部読出データと前記出力回路が出力する外部データとはビット数が異なる、請求項1記載の磁性体記憶装置。   2. The magnetic memory device according to claim 1, wherein the internal read data generated by the internal read circuit and the external data output by the output circuit have different numbers of bits. 前記出力回路が出力する外部データは、外部から与えられる書込データとビット数が異なる、請求項1記載の磁性体記憶装置。   2. The magnetic memory device according to claim 1, wherein the external data output from the output circuit is different in number of bits from externally applied write data. 前記内部読出回路は2つのサブ回路に分割され、
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.
内部データバスをさらに備え、
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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