JP2589493B2 - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

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JP2589493B2 JP16434087A JP16434087A JP2589493B2 JP 2589493 B2 JP2589493 B2 JP 2589493B2 JP 16434087 A JP16434087 A JP 16434087A JP 16434087 A JP16434087 A JP 16434087A JP 2589493 B2 JP2589493 B2 JP 2589493B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は半導体集積回路装置に関し、特に、同期式
メモリを内蔵した半導体集積回路装置に関する。
[従来の技術] 第6図は従来のマスクROMの概略図である。第6図に
おいて、従来のマスクROMはたとえば131072ワード×8
ビットのメモリアレイ1と、アドレス信号5の上位側12
ビットをデコードし、メモリアレイ1のワード線を選択
するXデコーダ2と、アドレス信号5の下位側5ビット
をデコードするYデコーダ3と、Yデコーダ3でデコー
ドされた信号に従ってビット線を選択するYゲート回路
4とセンスアンプおよび出力バッファ6から構成され
る。
上述したごとく構成されたメモリにおいて、アクセス
するメモリのアドレスを指定するアドレス信号(A16,A1
5,……A5)はXデコーダ2に入力され、下位アドレス
(A4,A3,……A0)はYデコーダ3に入力される。Xデコ
ーダ2は上位アドレスをデコードし、メモリアレイ1の
212のワード線から1本のワード線を選択する。Yデコ
ーダ3はデコードした信号をYゲート回路4に出力し、
Yゲート回路は25本のビット線から1本の割合でビット
線を選択する。つまり、計28のビット線から23本のビッ
ト線を選択する。1本のワード線と23本のビット線で指
定された23個のメモリセルの情報はビット線を通ってセ
ンスアンプに入力され、出力バッファから出力される。
第7図は一般の同期式記憶装置におけるタイミングチ
ャートである。第7図に示すように、一般に同期式記憶
装置において、ビット線のプリチャージ期間Taにはすべ
てのワード線を非アクティブな状態にしなければなら
ず、その結果としてワード線は入力アドレス信号に関係
なく同期信号に同期して変化する。したがって、第6図
に示す従来のマスクROMにおいて、アドレス信号をデコ
ードする前に同期信号により一定期間すべてのワード線
を一旦非アクティブな状態にする機能をもったCMOS回路
でXデコーダを構成し、スタティック型CMOS回路でYデ
コーダを構成した場合には、Yデコーダは入力アドレス
の変化によってCMOS回路のスィッチングが起こるため、
消費電力は入力アドレスの変化の回数に依存して増大す
る。一方、Xデコーダはアクセスする前に一端出力がリ
セットされるために、Xデコーダの入力アドレスが1つ
前にアクセスしたアドレスと等しくともまたは等しくな
くともワード線をドライブにするのに必要な電力は一定
である。
[発明が解決しようとする問題点] 一般に、メモリをアクセスする場合、シーケンシャル
にn番地,n+1番地,n+2番地……とアクセスする場合
が多い。たとえば、命令メモリでは1つ前にアクセスし
た命令がジャンプ命令やサブルーチンコール命令などの
分岐命令でない限り、次にアクセスする命令は次の番地
に格納されている命令である。また、データメモリにお
いても、同じ時点で必要とする複数個のデータは隣接し
たアドレスに格納されている場合が多い。このように、
シーケンシャルにメモルをアクセスしていく場合、アド
レス信号の上位と下位の変化頻度を比べると、下位アド
レスの変化頻度が上位アドレスに比べて多い。
第8図はアドレス入力が2ビットのXデコーダと、ア
ドレス入力が2ビットのYデコーダとを備えた半導体集
積回路装置の概略ブロック図である。第8図において、
上位ビットA3,A2がXデコーダ2に入力され、下位ビッ
トA0,A1がYデコーダ3に入力されている。第9図は第
8図に示す半導体集積回路装置において、シーケンシャ
ルに0,1,2,……15番地とメモリをアクセスした場合のタ
イミングチャートである。
第9図において、上位ビットのアドレス信号A3,A2が
入力されているXデコーダ2からは、(▲▼,▲
▼),(A2,▲▼),(▲▼,A3)および(A
2,A3)の信号が出力される。また、下位ビットのアドレ
ス信号A0,A1が入力されているYデコーダ3からは、
(▲▼,▲▼),(A0,▲▼),(▲
▼,A1)および(A0,A1)の信号が出力される。これらの
出力信号は2つの入力信号の論理積となている。Xデコ
ーダ2の出力線であるワード線はビット線プリチャージ
期間ごとに、非アクティブになっている。また、デコー
ダ3の出力は同期信号の各パルスごとに変化している。
従来例のように、アドレス信号の上位アドレスをXデ
コーダに入力して、下位アドレスをYデコーダに入力す
ると、Xデコーダはアクセス前に一旦すべての出力をリ
セットする機能を持ったCMOS回路構成であり、Yデコー
ダはスタティック型CMOS回路構成であるので、消費電力
がアドレス入力の変化回数にあまり依存しないXデコー
ダの入力アドレスの変化頻度は少ないが、アドレス入力
の変化回数に依存して消費電力が増大するYデコーダの
入力アドレスの変化頻度が多いために、Yデコーダの消
費電力が大きいという問題点があった。
それゆえに、この発明は上述のような問題点を解消す
るためになされたもので、Xデコーダの消費電力をほと
んど変化することなく、Yデコーダの消費電力を低減し
た半導体集積回路装置を提供することを目的とする。
[問題点を解決するための手段] この発明に係る半導体集積回路装置は、内蔵するメモ
リセルのワード線を選択する第1のデコーダの入力にア
ドレス信号の下位アドレス信号を用い、ビット線を選択
する第2のデコーダの入力に上位アドレス信号を用いる
ようにしたものである。
[作用] この発明において変化頻度の少ない上位アドレスを第
2のデコーダに入力することによって、スイッチング回
数を減らし、消費電力を低減させる。一方、第1のデコ
ーダには変化頻度の多い上位アドレスを入力している
が、メモリをアクセスする前に第1のデコーダの出力は
一旦リセットされるため、入力アドレスが1つ前にアク
セスしたアドレスと等しくとも等しくなくともワード線
のドライブ回数は等しく、消費電力はほぼ一定である。
したがって、第1のデコーダは変化頻度の多い下位アド
レスを入力しても、従来例のように変化頻度の少ない上
位アドレスを入力しても、消費電力に差はあまりない。
ゆえに、この発明によれば第1のデコーダの消費電力を
さほど増大させることなく、第2のデコーダの消費電力
を低減させることができる。
[実施例] まず、簡単な構成例を用いてこの発明の原理について
説明する。
第4図はアドレス入力が2ビットのXデコーダと、ア
ドレス入力が2ビットのYデコーダとを備えた半導体集
積回路装置の概略ブロック図である。第4図において、
下位ビットA1,A0がXデコーダ2に入力され、上位ビッ
トA2,A3がYデコーダに入力されている。第5図は第4
図の示す半導体集積回路装置において、シーケンシャル
に0,1,2……15番地とメモリをアクセスした場合のタイ
ミングチャートである。第5図において、下位ビットの
アドレス信号A0,A1が入力されているXデコーダ2から
は、(▲▼,▲▼),(A0,▲▼),(▲
▼,A1)および(A0,A1)の信号が出力される。ま
た、上位ビットのアドレス信号A2,A3が入力されている
Yデコーダ3からは、(▲▼,▲▼),(A2,
▲▼),(▲▼,A3)および(A2,A3)の信号が
出力される。これらの出力信号は2つの入力信号の論理
積となっている。Xデコーダ2には変化頻度の多いアド
レス信号が入力されているが、Xデコーダ2の出力線で
あるワード線はビット線プリチャージ期間ごとに、非ア
クティブになっているので、第4図に示したXデコーダ
2の出力線の変化頻度は第9図に示した従来例のXデコ
ーダの出力変化頻度に等しい。一方、Yデコーダ3には
変化頻度の少ないアドレス信号が入力されているので第
4図に示したYデコーダ3の出力線の変化頻度は、第9
図に示した従来例のYデコーダの変化頻度よりも少なく
なっているため、Yデコーダの消費電力は従来例に比べ
て少なくなる。
第1図はこの発明の一実施例を示す64ワード×4ビッ
ト容量の同期式メモリを内蔵する半導体集積回路のブロ
ック図である。第2図は第1図に示すXデコーダの回路
構成を示す図である。第3図は第1図に示すYデコーダ
の回路構成を示す図である。第1図において、同期信号
線7により同期信号がメモリアレイ1とXデコーダ2に
入力されている。アドレスレジスタ8はアドレス信号を
発生するものであり、アドレスレジスタ8の下位ビット
(A3,A2,A1,A0)はワード線を選択するXデコーダ2
に、上位2ビット(A5,A4)はビット線を選択するYデ
コーダ3に入力されるように配線されている。
Xデコーダ2は第2図に示すように、ダイナミック型
のCMOS回路で構成されている。第2図において、21はワ
ード線であり、22は同期信号線であり、23,24,25および
26はアドレス信号入力線である。アドレス信号入力線2
3,24,25および26にはそれぞれA0あるいは▲▼,A1あ
るいは▲▼,A2あるいは▲▼,A3あるいは▲
▼のアドレス信号が入力される。Xデコーダ2は計24
の第2図の回路からできている。
Yデコーダ3は第3図に示すように、スタティック型
CMOS回路で構成されている。第3図において、31はビッ
ト線であり、32および33はアドレス信号入力線である。
アドレス信号入力線32および33にはそれぞれA4あるいは
▲▼,A5あるいは▲▼のアドレス信号が入力さ
れる。Yデコーダ3は計22個の第3図の回路からできて
いる。
上述した半導体集積回路装置において、アドレスジス
タがシーケンシャルにn,n+1,n+2,……とアドレスを発
生させた場合、下位アドレスはXデコーダに入力され、
上位アドレスはYデコーダに入力されているため、Xデ
コーダの入力アドレスの変化頻度は多く、Yデコーダの
入力アドレスの変化頻度は少ない。Yデコーダは第3図
のスタティック型CMOS回路構成であるため、消費電力は
CMOS回路のスイッチング回数にほぼ比例する。CMOS回路
のスイッチングは入力アドレスの変化によって起こるた
め、Yデコーダの消費電力は入力アドレスの変化頻度の
少ない上位アドレスを入力に用いることにより低減され
る。Xデコーダは第2図のダイナミック型の回路構成で
あるため、アクセスする前に一旦すべての出力が“L"レ
ベルになる。このため、1つ前にアクセスしたアドレス
と同じアドレスをアクセスしても、異なるアドレスをア
クセスしても、スイッチング回数はほぼ等しく、したが
って、消費電力もほぼ等しい。ゆえに、Xデコーダの消
費電力は入力アドレスに該アドレスを用いても、従来の
ように上位アドレスを用いても変化しない。
[発明の効果] 以上のように、この発明によれば、メモリアレイを内
蔵する半導体集積回路装置において、ビット線の選択を
行なう第2のデコーダにメモリをアクセスするアドレス
信号の上位アドレスを入力し、ワード線を選択する第1
のデコーダに下位アドレスを入力するようにしたので、
第2のデコーダの消費電力が低減される。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示す64ワード×4ビット
容量の同期式メモリを内蔵する半導体集積回路装置のブ
ロック図である。第2図は第1図に示すXデコーダの回
路構成を示す図である。第3図は第1図に示すYデコー
ダの概略構成を示す図である。第4図はアドレス入力が
2ビットのXデコーダと、アドレス入力が2ビットのY
デコーダとを備えた半導体集積回路装置の概略ブロック
図である。第5図は第4図に示す半導体集積回路装置に
おいて、シーケンシャルにメモリをアクセスした場合の
タイミングチャートである。第6図は従来のマスクROM
の概略ブロック図である。第7図は一般の同期式記憶装
置におけるタイミングチャートである。第8図はアドレ
ス入力が2ビットのXデコーダと、アドレス入力が2ビ
ットのYデコーダとを備えた従来の半導体集積回路装置
の概略ブロック図である。第9図は第8図に示す半導体
集積回路装置において、シーケンシャルにメモリをアク
セスした場合のタイミングチャートである。 図において、1はメモリアレイ、2はXデコーダ、3は
Yデコーダ、4はYゲート回路、6はセンスアンプおよ
び出力バッファ、7および22は同期信号線、21はワード
線、23ないし26はアドレス信号入力線、31はビット線、
32および33はアドレス信号入力線を示す。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−237292(JP,A) 特開 昭50−107828(JP,A) 特開 昭59−180892(JP,A) National Technica l Report Vol.32No.1 (1986−2)P.17−22

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】互いに並列に配置された複数のワード線
    と、 前記各ワード線と交差する複数のビット線と、 前記各ビット線と前記各ワード線との各交点に設けられ
    たメモリセルと、 前記メモリセルのアドレスを指定するために、複数ビッ
    トからなる第1のアドレス信号を生成するアドレス生成
    手段と、 前記アドレス生成手段の生成した第1のアドレス信号の
    一部である第2のアドレス信号と同期信号により前記複
    数のワード線のいずれかを選択するために設けられ、前
    記同期信号により一定期間前記複数のワード線を同一電
    位にする第1のデコーダと、 前記第1のアドレス信号から前記第2のアドレス信号を
    除いた第3のアドレス信号により、前記複数のビット線
    のいずれかを選択する第2のデコーダとを備えた半導体
    集積回路装置において、 前記アドレス生成手段の下位ビットを前記第1のデコー
    ダに入力し、前記アドレス生成手段の上位ビットを前記
    第2のデコーダに入力するようにした半導体集積回路装
    置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5649393B2 (ja) * 1974-01-30 1981-11-21
JPS59180892A (ja) * 1983-03-31 1984-10-15 Toshiba Corp 半導体メモリ
JPS61237292A (ja) * 1985-04-15 1986-10-22 Hitachi Micro Comput Eng Ltd 半導体記憶装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
National Technical Report Vol.32No.1(1986−2)P.17−22

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