JP2774752B2 - クロック同期型半導体記憶装置およびそのアクセス方法 - Google Patents

クロック同期型半導体記憶装置およびそのアクセス方法

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JP2774752B2
JP2774752B2 JP5053547A JP5354793A JP2774752B2 JP 2774752 B2 JP2774752 B2 JP 2774752B2 JP 5053547 A JP5053547 A JP 5053547A JP 5354793 A JP5354793 A JP 5354793A JP 2774752 B2 JP2774752 B2 JP 2774752B2
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春希 戸田
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】基本クロック信号に同期して動作
するクロック同期型半導体記憶装置およびそのアクセス
方法に関し、特に、基本クロック信号に同期したアドレ
スの設定および基本クロック信号の周波数が高い場合で
も確実に、データアクセスのためのアドレスの設定が可
能なクロック同期型半導体記憶装置およびそのアクセス
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】基本クロック信号に同期してメモリアク
セスの動作を制御する基本的な方式に関し、筆者は以前
提案した(特願平3−255354)。その際、外部制
御信号によるメモリアクセスの制御の方式の幾つかの方
法を示したが、そこでは基本クロック信号(CLK)と
外部制御信号の同期のとり方およびこれらの制御信号に
対するアドレス信号等の具体的な設定タイミングについ
ては何も記載しなかった。また、従来のクロック同期型
半導体記憶装置では、基本クロック信号の周期が短かい
場合等は、特に安定してデータアクセスを行なうことが
難かしいという問題があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、データ出力
等においてアドレス設定のタイミングを基本クロック信
号と外部から供給される制御信号とを同期させて行なう
クロック同期型半導体装置およびそのアクセス方法を提
供する。
【0004】また、システムの基本サイクルが短い場
合、長い場合に対してアクセスの対象であるアドレスの
設定が容易なクロック同期型半導体記憶(メモリ)記憶
装置およびそのアクセス方法を提供する。さらに、メモ
リが組み込まれるシステムの基本サイクルの長短に応じ
て内部動作を切り替え設定出来る機能を有するクロック
同期型半導体記憶装置を提供することを目的とする。
【0005】
【0006】
【課題を解決するための手段】上記した従来の課題を解
決するため、本発明の請求項1に記載のクロック同期型
半導体記憶装置のアクセス方法は、外部から連続して供
給される基本クロック信号に同期してデータアクセスを
行なうクロック同期型半導体記憶装置において、前記半
導体記憶装置に対するデータアクセスのための開始アド
レスの設定は、該半導体記憶装置に供給される少なくと
1種類以上からなる第一の制御信号のレベルが所定レ
ベルに保持される状態により、前記基本クロック信号と
は非同期に設定され、該設定された開始アドレスからの
データの出力は、前記第一の制御信号のレベルが所定レ
ベルに保持された後に、前記半導体記憶装置に供給され
る第二の制御信号が所定レベルに保持された後から数え
て該基本クロック信号の特定番目のサイクルから前記基
本クロック信号に同期して開始され、前記基本クロック
信号の1サイクル毎にデータが出力されることを特徴と
している。
【0007】また、請求項2に記載のクロック同期型半
導体記憶装置のアクセス方法は、外部から連続して供給
される基本クロック信号に同期してデータアクセスが可
能なクロック同期型半導体記憶装置において、前記半導
体記憶装置に対するデータアクセスのための開始アドレ
スの設定は、該半導体記憶装置に供給される少なくとも
1種類以上からなる第一の制御信号のレベルが所定レベ
ルに保持される状態により、前記基本クロック信号とは
非同期に設定され、該設定された開始アドレスからのデ
ータの出力は、前記第一の制御信号により該データアク
セスのための開始アドレスが設定される以前に該半導体
記憶装置に供給される外部からの制御により以下に示す
2種類(A,B)のいずれかのアクセス方法が選択さ
れ、開始されるクロック同期型半導体記憶装置のアクセ
ス方法であり、 (A)前記設定された開始アドレスからのデータの出力
は、前記基本クロック信号に非同期であり、該開始アド
レスが設定された直後から開始され、 (B)前記設定された開始アドレスからのデータの出力
は、前記第一の制御信号のレベルが所定レベルに保持さ
れた後に、前記半導体記憶装置に供給される第二の制御
信号が所定レベルに保持された後から数えて該基本クロ
ック信号の所定番目のサイクルから前記基本クロック信
号に同期して開始される、ことを特徴としている。
【0008】
【0009】また、請求項3に記載のクロック同期型半
導体記憶装置のアクセス方法は、外部から連続して供給
される基本クロック信号に同期してデータアクセスが可
能なクロック同期型半導体記憶装置において、前記半導
体記憶装置に対するデータアクセスのための開始アドレ
スの設定は、該半導体記憶装置に供給される少なくとも
1種類以上からなる第一の制御信号のレベルが所定レベ
ルに保持される状態により、前記基本クロック信号に非
同期に設定され、該設定された開始アドレスからのデー
タの出力は、前記第一の制御信号により該データアクセ
スのための開始アドレスが設定される以前に該半導体記
憶装置に供給される外部からの制御により以下に示す2
種類(A,B)のいずれかのアクセス方法が選択され、
開始されるクロック同期型半導体記憶装置のアクセス方
法であり、 (A)前記設定された開始アドレスからのデータの出力
は、前記基本クロック信号に非同期であり、該開始アド
レスが設定された直後から開始され、 (B)前記設定された開始アドレスからのデータの出力
は、該開始アドレスが設定された後から数えて該基本
ロック信号の所定番目のサイクルから前記基本クロック
信号に同期して開始される、ことを特徴としている。
【0010】
【0011】
【0012】また、請求項4に記載のクロック同期型半
導体記憶装置は、複数のメモリセルが行列状に配置され
てなる記憶手段と、外部から連続して供給される基本ク
ロック信号のサイクル数を実質的にカウントする計数手
段と、外部から供給される少なくとも1種類以上の第一
の制御信号および外部から供給される第二の制御信号が
入力され、前記第一の制御信号のレベルが所定レベルの
状態になったら、前記記憶手段に対するデータアクセス
のための開始アドレス設定を前記基本クロック信号と非
同期に行なう制御手段と、前記基本クロック信号に同期
して前記制御手段により設定されるアドレスに対するデ
ータアクセス動作を実行するデータ入出力手段と、を有
し、前記データ入出力手段による前記記憶手段に対する
データ出力は、前記第一の制御信号のレベルが所定レベ
ルに保持された後に外部から供給される前記第二の制御
信号が所定レベルになった後から前記計数手段により前
記基本クロック信号を所定数カウントした後で開始さ
れ、前記基本クロック信号の1サイクル毎にデータが出
力されることを特徴としている。
【0013】また、請求項5に記載のクロック同期型半
導体記憶装置は、複数のメモリセルが行列状に配置され
てなる記憶手段と、外部から連続して供給される基本ク
ロック信号のサイクル数を実質的にカウントする計数手
段と、外部から供給される少なくとも1種類以上の第一
の制御信号および外部から供給される第二の制御信号が
入力され、前記第一の制御信号のレベルが所定レベルの
状態になったら、前記記憶手段に対するデータアクセス
のための開始アドレス設定を行なう制御手段と、前記基
本クロック信号に同期して前記制御手段により設定され
るアドレスに対するデータアクセス動作を実行するデー
タ入出力手段と、前記第二の制御信号のレベルにより以
下の2つの動作(A)および(B)のいずれかを選択す
る選択手段を有するクロック同期型半導体記憶装置であ
り、 (A)前記データ入出力手段からのデータ出力は、前記
基本クロック信号に非同期であり、前記制御手段により
開始アドレスが設定された直後から開始される、 (B)前記データ入出力手段からのデータ出力は、前記
制御手段により開始アドレスが設定された後、前記計数
手段により前記基本クロック信号を所定数カウントした
後に前記基本クロック信号に同期して開始される、こと
を特徴としている。
【0014】また、請求項6に記載のクロック同期型半
導体記憶装置は、複数のメモリセルが行列状に配置され
てなる記憶手段と、外部から連続して供給される基本ク
ロック信号のサイクル数を実質的にカウントする計数手
段と、外部から供給される少なくとも1種類以上の第一
の制御信号および外部から供給される第二の制御信号が
入力され、前記第一の制御信号のレベルが所定レベルの
状態になったら、前記記憶手段に対するデータアクセス
のための開始アドレス設定を行なう制御手段と、前記基
本クロック信号に同期して前記制御手段により設定され
るアドレスに対するデータアクセス動作を実行するデー
タ入出力手段と、前記第二の制御信号のレベルにより以
下の2つの動作(A)および(B)のいずれかを選択す
る選択手段を有するクロック同期型半導体記憶装置であ
り、 (A)前記データ入出力手段からのデータ出力は、前記
基本クロック信号に非同期であり、前記制御手段により
開始アドレスが設定された後から開始される、 (B)前記データ入出力手段からのデータ出力は、前記
制御手段により開始アドレスが設定された後で、前記第
二の制御信号のレベルが所定レベルになった後から、前
記計数手段により前記基本クロック信号を所定数カウン
トした後に前記基本クロック信号に同期して開始され
る、ことを特徴としている。さらに、請求項13に記載
のクロック同期型半導体記憶装置のアクセス方法は、
部から連続して供給される基本クロック信号に同期して
データアクセスを行なうクロック同期型半導体記憶装置
において、 前記半導体記憶装置に対するデータアクセス
のための開始アドレスの設定は、該半導体記憶装置に供
給される少なくとも1種類以上からなる第一の制御信号
のレベルが所定レベルに保持される状態により、前記基
本クロック信号とは非同期に設定され、 該設定された開
始アドレスからのデータの出力は、前記第一の制御信号
のレベルが所定レベルに保持された後に、前記半導体記
憶装置に供給される第二の制御信号が所定レベルに保持
された後から数えて該基本クロック信号の少なくとも2
番目のサイクルから前記基本クロック信号に同期して開
始され、前記基本クロック信号の1サイクル毎にデータ
が出力されること を特徴としている。
【0015】
【0016】
【作用】上記した、本発明のクロック同期型半導体装置
およびそのアクセス方法では、アクセス対象のアドレス
の設定のタイミングに関して、行アドレス制御信号、列
アドレス制御信号に対して基本クロック信号に同期して
アドレスを設定し、その後該クロック信号の特定番目の
サイクルからデータ出力を開始する。
【0017】また、アクセス対象のアドレスの設定のタ
イミングに関して、行アドレス制御信号、列アドレス制
御信号に対してアドレスを設定し、アクセスの開始を制
御する第二の制御信号を入力し、この第二の制御信号の
レベル変化により基本クロック信号に同期したデータ出
力を開始する。
【0018】また、新たな行アクセスの開始毎にその行
サイクルのアクセス方式を選択する。
【0019】さらにまた、内部動作に必要なサイクル数
を固定とせず、必要に応じて変更する。
【0020】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。図1は本発明の第1実施例としてのアクセス
方法を示すタイミングチャートである。
【0021】基本クロック信号CLKの遷移に対して外
部制御信号を同期させアドレスを設定する方式は、基本
クロック信号CLKに同期して回路動作を行うという基
本的なシステム構成上から見てもデータアクセス動作を
安定して実行させるためには効果的な方法と考えられ
る。この一例を図1のタイミング図を用いて説明する。
図1のタイミング図においては、基本クロック信号CL
Kの立ち上がりの遷移に対して全ての信号が設定され
る。例えば、外部から供給される制御信号/REが
“L”となった最初のCLKサイクル(CLK1)で、
メモリセルアレイの行を指定するいわゆる行アドレスが
取り込まれる。従ってこのアドレスの状態の設定は図1
に示されているように、基本クロック信号CLKの立ち
上がりを基準に規定される。同様にメモリセルアレイの
列を指定する列アドレスは、外部から供給される制御信
号/CEが“L”であるCLKサイクル(CLK4)の
CLKの立ち上がり遷移を基準として、図で示されるよ
うに規定される。データ出力の動作は、例えば3サイク
ルで一連のアクセス動作を行い、4サイクル目(CLK
8)でデータ(CL1)がチップ外へ出力される。シリ
アル出力の途中で列アドレスを変えるには、制御信号/
CEが“L”であるサイクルを作りその状態で基本クロ
ック信号CLKの立ち上がり(CLK15)の遷移時に
対して列アドレスを同じように設定する。その設定の4
サイクル後(CLK19)から新しい列アドレスのデー
タを先頭にして予め決められた順のアドレスのデータ
(C2,C2+1,C2+2、…)がシリアル出力され
る。
【0022】ところで、基本クロック信号CLKの周期
が短く、例えば10nsぐらいになってくる場合を考え
る。この場合、この基本クロック信号に同期してある一
つのサイクルでアドレスの設定をするために、アドレス
信号の状態を保持するセットアップやホールドの時間
を、基本クロック信号CLKの一サイクルの立ち上がり
遷移などを基準にして確実に設けることが困難になる。
すなわち、次のサイクルから数えて特定のサイクルを選
択し、かつそのサイクル内にアドレスの設定を行なうこ
とが困難になる。また、回路動作的にもあるサイクルを
特定してそのサイクル内にアドレスなどの信号を確実に
取り込むことは、基本クロック信号CLKの周期が短か
くなってくると安定かつ確実に信頼性良く回路を動作さ
せることが難しくなる。これはシステム側、チップ側の
双方にとって厳しいタイミングの制御を行なう必要があ
りこれを実現するためにも複雑な回路設計を行わなけれ
ばならない。
【0023】また、基本クロック信号CLKの周期が長
いシステムの場合、メモリチップが常に列アドレスの設
定サイクルから特定番目のサイクル、例えば、4サイク
ル目で内部の動作を行うとすると、新たに設定された列
アドレスからのアクセスする場合において、先頭のアク
セスまでは多大のアクセス時間を必要とする。この様
に、基本クロック信号による動作方式が一定すなわち不
変であると、システムのサイクル時間がある程度固定さ
れてしまうので、アクセスを効率的に利用するような範
囲のシステムに応用することが困難である。この問題を
解決するためのアクセス方法を第2実施例として以下に
説明する。
【0024】第1実施例の最後に述べた様に、サイクル
時間が短く、この基本クロック信号CLKに同期して、
1サイクルでアドレスを設定するのが困難な場合が生じ
た場合、これを回避する一つの方法が図2に示す本発明
の第2実施例である。同2図において、まず/REが
“L”になると(CLK1の直前)アドレス取り込みの
動作がアクティブとなる。しかし、この時は、基本クロ
ック信号CLKへ同期した半導体記憶装置(メモリ)内
部でのアクセス動作はまだ起動されない。このアドレス
の取り込みは従来のDRAMによる設定と同じであり、
アドレスの設定には特に困難なところはない。すなわ
ち、基本クロック信号CLKのタイミングに同期せずに
アドレスの取り込みが出来る。このように第一の制御信
号/REと/CEによってアドレスを設定し、基本クロ
ック信号CLKに同期してメモリに取り込まれたアドレ
スに対する実際のデータアクセスは外部からの第二の制
御信号としての制御信号/SYNCによって開始する。
CLKの立ち上がり遷移の時制御信号/SYNCが
“L”であれば(CLK4)そのサイクルから同期モー
ドとなり、基本クロックに同期して内部のアクセス動作
が進行する。これにより、同期動作を開始して(CLK
4)から、この実施例では、4サイクル目(CLK8)
でデータC1が始めて外部へ出力される。アクセスの途
中で列アドレスを変えるには、制御信号/SYNCを
“H”にして(CLK12)、新たに列アドレスC2を
基本クロックに非同期に取り込むようにして、制御信号
/CEの立ち下がり(CLK12)に対してアドレスを
設定しかつ取り込み、次に制御信号/SYNCを再び
“L”にして(CLK15)この新たなアドレスでの同
期アクセスを開始する。(図2ではCLK15から新た
な列アドレスのアクセスが始まり4サイクル後のCLK
19からアドレスC1からC2へ切り替わる。
【0025】更にこの考えを拡張すると、行アドレスを
設定するサイクル毎に動作モードを設定することが可能
なメモリを作ることが出来る。この場合の動作モードと
はデータの出力タイミングのことで、従来のDRAMの
様にアドレスの設定後データの出力が開始されるモード
(以後ノーマルモードという)と本発明の様にアドレス
設定後基本クロック信号CLKに従ってデータ出力が行
われる同期アクセスモード(以後同期モードという)の
ことである。
【0026】これらの2種類のモード切り替えの方式を
示したのが図3と図4である。図3では、従来のノーマ
ルモードと図2に示した第2実施例で説明してきた本発
明の同期モードを切り替える方式を示している。切り替
えのための制御信号としては/SYNCを用い、この制
御信号/SYNCが、例えば制御信号/REが立ち下が
るとき(CLK1)に“L”ならば従来のノーマルモー
ドとなり、“H”ならばアドレス取り込みに関してはノ
ーマルと同じであるが、/SYNCが立ち下がることに
よって(CLK31)同期モードとなる方式の例であ
る。
【0027】図4は従来のノーマルモードと図1に示さ
れる第1実施例の同期モードの切り替えの場合を示して
いる。この場合例えば制御信号/SYNCを利用すると
して、/REが立ち下がるとき(CLK1)の/SYN
Cの状態で従来のノーマルモードとなるか本発明の同期
モードとなるかを決めるようにする。同図では/SYN
Cが“H”の時ノーマルモード、/SYNCが“L”の
とき(CLK22)同期モードとなり、制御信号/RE
が“L”となって最初のCLKから(CLK23)同期
動作を始める。このモードの切替えは/SYNCを用い
なくてもモード設定のサイクルを別に設けて行なっても
良いことは明白である。
【0028】以上何れの場合においても、従来のノーマ
ルモードと本発明の同期モードを同一メモリ内にて時分
割で実現できるため、例えばランダムアクセスと高速な
シリアルアクセスを同一システムで必要とする場合に有
効となる。
【0029】次にシステムの基本クロック信号CLKが
必ずしも最高速で発生されない場合について説明する。
サイクルタイム10nsで効率的なメモリの同期的な制
御も、サイクルタイムが20nsで、メモリ内の動作は
不変のままであれば、カラムアドレス設定後の最初のア
クセスは倍の時間が必要であるし、メモリ内の動作も時
間余裕が大きくなり動作が休んでいる時間が多くなる。
これを回避し、メモリの効率的動作を達成するためには
使用される基本クロック信号CLKの長短に従って内部
動作のサイクルを変更出来るようにすることが望まし
い。
【0030】図5は、そのような機能を有するアクセス
タイミング方法の一例を示すタイミング図である。同図
では内部動作に必要とするサイクル数を変えた二つの場
合について示してある。また、説明を分かり易くするた
めここでは、同期モードでの例を示してある。図5の2
は図1の実施例に相当する基本クロック信号の同期動作
のサイクル数の場合を示しており、1は内部動作にかけ
るサイクル数を減らした場合に相当する。この場合、2
と同じ基本クロックの短い周期では1の内部動作は追随
した動作を行うことが出来ないが、図では制御のサイク
ル数の違いを見るために同一のCLKに対して二つの場
合を示した。1は2の半分のサイクル数で内部動作を行
うとした。従って実際には、2が基本クロック信号の周
期が10nsのサイクルのシステムでの制御であり、1
は20nsのサイクルのシステム制御法であり、各々そ
のサイクルのシステムで最適な動作を行う。
【0031】上記した本発明のアクセス方法を実行する
クロック同期型半導体記憶装置の構成を図6を用いて以
下に説明する。
【0032】図6は、本発明のアクセス方法を実行する
半導体記憶装置の構成図である。この記憶装置10の基
本動作は、外部から連続的に与えられる外部基本クロッ
ク信号CLKおよび少なくとも1つ以上の制御信号に基
づいてメモリアクセス動作を行なう。
【0033】図6において、記憶装置10は、通常の記
憶装置が備えている記憶セル群11、指定部13、デー
タ入力部4に加えて、この発明の特徴となる動作を行な
うための主要な構成要素となる計数部5及び制御部14
から構成されている。
【0034】記憶セル郡11内では、ダイナミック形又
はスタティック形又は不揮発性形のメモリセルがマトリ
ックス状に配置されて、読出されるデータ及び書込まれ
るデータがここで記憶される。データ入出力部4を介し
て記憶セル群11と外部とのデータアクセスが行なわれ
る。
【0035】指定部13は制御部14の制御下で、外部
から与えられる一連のアドレス信号にしたがって、記憶
セル群11における連続したアドレスを設定し、アクセ
スしようとするメモリセルを順次指定する。該指定部1
3は、例えば制御部14に入力される制御信号/SYN
C,/RE,/CEの制御のもとで行アドレス信号を取
り込んで、この行アドレス信号で指定されるワード線に
接続された記憶セル群11内の一連のメモリセルに対し
て、連続した列アドレス信号を外部から取り込む。この
取り込まれた列アドレス信号により、指定部13は連続
したメモリセルを順次指定する。
【0036】データ入出力部4は、外部から与えられる
読出し/書込み信号に基づいて、指定部13によって指
定されるメモリセルに対してデータの読出し動作あるい
は書込み動作を行なう。読出されたデータは、データ入
出力部4を介して外部に出力される。書込まれるデータ
は、外部からデータ入出力部4を介して指定部13によ
り指定されるメモリセル群11に与えられる。
【0037】計数部5は、外部から間断なくほぼ一定の
周期で入力される基本クロック信号CLKのサイクル数
をカウントするためのカウンタである。このカウンタは
特定番数目のクロックサイクルを他のクロックサイクル
と区別する機能を持てば良い。従って、この機能を有す
る回路は実質的にカウンタと見なされる。従って、カウ
ンタという特別な別個の回路を準備する必要はない。本
実施例で用いる基本クロック信号CLKは、記憶装置の
アクセス時間、例えば30ns以下のサイクルタイムを
有するクロック信号である。計数部5は、カウントした
CLK信号のサイクル数を制御部14に与える。
【0038】制御部14は、外部から与えられた制御信
号/SYNCのレベルに基づいて選択部12へ指示信号
を送る。この指示に基づいて、選択部12は、記憶セル
群11に対するアクセスの実行のタイミングを選択し、
アドレス活性化信号ФA 〜ФD を記憶セル群11へ送
る。
【0039】選択部12が行なう選択動作は、既に説明
した図3,4に示した各実施例において、ノーマル動作
モードか同期モードかのいずれかを制御部14の制御の
もとで選択する。
【0040】選択部12を有しない場合は、既に説明し
た図1,2,3,4に示した実施例のアクセス動作を行
なう構成を有する半導体記憶装置となる。
【0041】尚、計数部および制御部14の構成を図7
〜10を用いて以下に説明する。
【0042】一般に、内部の動作は基本的には基本クロ
ック信号CLKを動作時間の最小単位とした制御になっ
ている。よって、ある動作開始のシグナルを何サイクル
使ってその動作を行う回路部分に伝えるかを制御するこ
とによって、基本クロックの何サイクル分で一連の動作
を行うかを選択できる。この選択をチップ内部のフェー
ズを外部からレーザーで溶断することによって設定でき
る回路の構成例を図7〜図10に示す。
【0043】図7はある回路に対するトリガー信号であ
るRINTが基本クロックの何サイクル分かに相当する
時間だけ遅延させられる例を示している。この回路はい
わゆるシフトレジスター回路であって、RINTが例え
ば“H”になった状態を順次、基本クロック信号に同期
したチップ内部の信号INTCLKの変化に従って、伝
えて行く。INTCLK,/INTCLKは互いに逆相
の信号である。図7では/INTCLKが“H”の時に
前段のラッチ回路に信号が転送され、INTCLKが
“H”の時に後段のラッチ回路に信号が転送される。従
って図7の遅延回路は基本クロック1サイクル分の信号
遅延を生じ、RINTが1サイクル遅れてCINT1と
して出力される。更に同様の回路を通すことによってC
INT1から1サイクル遅れのCINT2、CINT2
から1サイクル遅れのCINT3を作っている。図7,
8で示されるようなクロックドインバーターでは、出力
部に記載された信号が“H”の時インバーターとして働
き、“L”の時は出力は高インピーダンスとなり出力よ
り先のノード部分から遮断される。この時の信号と基本
クロックの関係が図11に示されている。同図におい
て、CLK1で立ち上がるRINTに対して、1サイク
ルずつ遅れてそれぞれCLK2、CLK3、CLK4で
立ち上がる信号CINT3が示されている。これらの信
号の何れを用いるかによって、ある動作を、例えば入出
力動作、を基本クロック信号の所定のサイクルから何サ
イクル目で行うかを決めることが出来る。同期型メモリ
の基本構成部分で言うと、これらの遅延回路が基本クロ
ックの計数部分を構成することになる。
【0044】図8は遅延された何れかの信号を選択し
て、実際に制御に利用される信号CINTとして被駆動
回路に供給する部分を示した図である。クロックドイン
バーターの働きからVL が“H”ならCINT1、VM
が“H”ならCINT2、VHが“H”ならCINT3
が出力信号CINTとして出力される。この切り替えス
イッチとしての回路を、メモリが使用されるシステムの
基本クロック信号CLKの周期に従って切り替えればそ
のシステムに最適の動作を行なわせることが出来る。こ
の切り替えの信号を作る方法は幾つか考えられる。
【0045】フューズ溶断、配線層をメモリICに作り
込む工程のマスクパターンの変更、フローティングパッ
ドへの電源線ピンからのボンディングを用いて内部ノー
ドをフローティングとするか一定電位とするかでフュー
溶断と同じ効果をさせる方法、ノーコネクションのピ
ンなどを利用してそのピンを電源につなぐかフローティ
ングにするか等で区別をする方法、制御信号/REが立
ち下がる時などのタイミングでの他の外部信号の状態を
区別することによるプログラム方式などがある。以下で
はフューズ溶断を用いた場合の具体例を示す。
【0046】図9は2つのフューズの切り方によって4
つの組み合わせ信号状態を作る回路である。フューズ1
または2を切らない場合は信号F1とF2はRINTが
立ち上がるまでは“L”にセットされており、RINT
が立ち上がるとF1,E2も立ち上がり“H”となる、
一方、フューズが切断されると、トランジスタT1また
はT2は接地レベルへとつながるパスとはならないた
め、RINTが立ち上がっても信号F1またはF2はラ
ッチレベルを維持し“L”のままとなる。フューズ1、
2の切り方によってF1とF2の状態の組み合わせは4
通りである。このうち3通りの場合を使って図8の切り
替えスイッチ回路への入力信号を作っているのが、図1
0に示す回路である。
【0047】図10に示す回路は、フューズの切断の組
み合わせによって生じる信号F1,F2の、RINTが
“H”の時の状態から信号VH ,VM ,VL を作る論理
回路である。
【0048】上記に示した回路によるとフューズ1、2
が何れも切断されなればVH が“H”となり、RINT
が立ち上がってから4サイクル目でCINTが立ち上が
る。フューズ1のみが切断されるとVM が“H”となり
RINTが立ち上がってから3サイクル目でCINTが
立ち上がる。フューズが何れも切断されるとVL が
“H”となりRINTが立ち上がって2サイクル目でC
INTが立ち上がる。フューズ2のみが切断された場合
は何れの信号も立ち上がらないのでCINTが立ち上が
ることはない。
【0049】他の配線層をメモリICに作り込む工程の
マスクパターンの変更、フューズの代わりに内部ノード
のパッドへ電源線ピンからのボンディングを用いる方
法、ノーコネクションのピンなどを利用してそのピンを
電源につなぐかフローティングにするか等で区別する方
法の何れも、フューズ1、2の代わりにトランジスタT
1,T2の対応するノードをどの様な方法で接地レベル
につなぐかということであり、その構成は当業者にとっ
て容易に類推できる。これらは自明の事項なので、ここ
ではその説明を省略する。
【0050】一方、制御信号/REが立ち下がる時など
のタイミングでの他の外部信号の状態を区別するプログ
ラム方式は、信号F1,F2に相当する信号を内部ロジ
ックで直接作るものであり、外部信号の状態との対応関
係さえ決まれば、その状態の時、F1やF2、またはV
H やVL に相当する信号を発生する様に、容易にロジッ
ク回路を作ることが出来る。
【0051】以上説明してきたように、本発明のクロッ
ク同期型半導体装置では、例えば、アドレス設定におい
て、制御信号/RE、/CEを入力した後、基本クロッ
ク信号に同期させてアドレス設定を行なうので正確なデ
ータアクセス動作が実行できる。
【0052】また、例えば、基本クロック信号の周期が
短い場合、基本クロック信号の長短とは関係ない方法で
アドレスの値を設定できるのでシステムのタイミング設
計やメモリ内部動作に対する条件が、クロックの周期が
短い場合であっても、緩やかになる。しかも、データの
アクセスに対してはクロック同期の特徴を生かせるとい
う特徴がある。
【0053】また、従来のDRAMのページモードのよ
うなランダムアクセスが必要であり、しかもクロックに
同期したような高速なシリアルアクセスがシステムの基
本であるような回路構成の場合には、時分割でDRAM
モードと同期モードを同一チップで切り替えて行なうこ
とができるので、本発明の他の方法を用いればシステム
を効率的に構築できる。特に画像用のメモリに応用可能
である。
【0054】更に、他実施例で示したように様々な周期
のシステムにメモリの最適動作を対応させるため、メモ
リのデータアクセス動作に使用するサイクル数を変更出
来るので、一つのメモリを設計することによって多くの
システムに応用でき、このためシステムの性能を最大限
に発揮できるメモリを選択できる。
【0055】
【発明の効果】本発明のクロック同期型半導体装置およ
びそのアクセス方法によれば、システムの基本クロック
サイクルの長短にかかわらずアクセス対象のアドレスの
設定タイミングを確実に設定でき正確にデータを出力す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のクロック同期型半導体装置のクロック同
期動作を示す外部信号波形図。
【図2】本発明の実施例であるアクセス方法に関するク
ロック同期型半導体装置のアドレス取り込み非同期型の
クロック同期方式の外部信号波形図。
【図3】ノーマルDRAMモードと本提案のクロック同
期モードと切り替えるための外部信号波形の例。
【図4】ノーマルDRAMモードと従来のクロック同期
モードとを切り替えるための外部信号波形の例。
【図5】同一メモリ内で、内部動作に使うクロックサイ
クル数の変更の場合の外部波形の比較。
【図6】図1〜4のアクセスを実行する半導体記憶装置
の構成図。
【図7】内部回路駆動信号のクロック同期遅延回路図。
【図8】遅延信号選択スイッチ回路図。
【図9】フューズ溶断状態信号発生回路図。
【図10】遅延信号選択スイッチ回路駆動信号の発生回
路図。
【図11】図8の各遅延信号の基本クロックとの関係を
示す波形図。
【符号の説明】
CLK 基本クロック信号 /RE ロウイネーブル信号 /CE カラムイネーブル信号 Add アドレス信号 /SYNC 第二の制御信号 Dout 出力信号 4 データI/O部 5 計数部 10 クロック同期型半導体記憶装置 11 記憶セル群 12 選択部 13 指定部 14 制御部
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−2873(JP,A) 特開 平5−120114(JP,A) 特開 平3−105791(JP,A) 国際公開92/9083(WO,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G11C 11/407

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外部から連続して供給される基本クロッ
    ク信号に同期してデータアクセスを行なうクロック同期
    型半導体記憶装置において、 前記半導体記憶装置に対するデータアクセスのための開
    始アドレスの設定は、該半導体記憶装置に供給される少
    なくとも1種類以上からなる第一の制御信号のレベルが
    所定レベルに保持される状態により、前記基本クロック
    信号とは非同期に設定され、 該設定された開始アドレスからのデータの出力は、前記
    第一の制御信号のレベルが所定レベルに保持された後
    に、前記半導体記憶装置に供給される第二の制御信号が
    所定レベルに保持された後から数えて該基本クロック信
    号の特定番目のサイクルから前記基本クロック信号に同
    期して開始され、前記基本クロック信号の1サイクル毎
    にデータが出力されることを特徴とするクロック同期型
    半導体記憶装置のアクセス方法。
  2. 【請求項2】 外部から連続して供給される基本クロッ
    ク信号に同期してデータアクセスが可能なクロック同期
    型半導体記憶装置において、 前記半導体記憶装置に対するデータアクセスのための開
    始アドレスの設定は、該半導体記憶装置に供給される少
    なくとも1種類以上からなる第一の制御信号のレベルが
    所定レベルに保持される状態により、前記基本クロック
    信号とは非同期に設定され、 該設定された開始アドレスからのデータの出力は、前記
    第一の制御信号により該データアクセスのための開始ア
    ドレスが設定される以前に該半導体記憶装置に供給され
    る外部からの制御により以下に示す2種類(A,B)の
    いずれかのアクセス方法が選択され、開始されるクロッ
    ク同期型半導体記憶装置のアクセス方法であり、 (A)前記設定された開始アドレスからのデータの出力
    は、前記基本クロック信号に非同期であり、該開始アド
    レスが設定された直後から開始され、 (B)前記設定された開始アドレスからのデータの出力
    は、前記第一の制御信号のレベルが所定レベルに保持さ
    れた後に、前記半導体記憶装置に供給される第二の制御
    信号が所定レベルに保持された後から数えて該基本クロ
    ック信号の所定番目のサイクルから前記基本クロック信
    号に同期して開始される、 ことを特徴としている。
  3. 【請求項3】 外部から連続して供給される基本クロッ
    ク信号に同期してデータアクセスが可能なクロック同期
    型半導体記憶装置において、 前記半導体記憶装置に対するデータアクセスのための開
    始アドレスの設定は、該半導体記憶装置に供給される少
    なくとも1種類以上からなる第一の制御信号のレベルが
    所定レベルに保持される状態により、前記基本クロック
    信号に非同期に設定され、 該設定された開始アドレスからのデータの出力は、前記
    第一の制御信号により該データアクセスのための開始ア
    ドレスが設定される以前に該半導体記憶装置に供給され
    る外部からの制御により以下に示す2種類(A,B)の
    いずれかのアクセス方法が選択され、開始されるクロッ
    ク同期型半導体記憶装置のアクセス方法であり、 (A)前記設定された開始アドレスからのデータの出力
    は、前記基本クロック信号に非同期であり、該開始アド
    レスが設定された直後から開始され、 (B)前記設定された開始アドレスからのデータの出力
    は、該開始アドレスが設定された後から数えて該基本
    ロック信号の所定番目のサイクルから前記基本クロック
    信号に同期して開始される、 ことを特徴としている。
  4. 【請求項4】 複数のメモリセルが行列状に配置されて
    なる記憶手段と、 外部から連続して供給される基本クロック信号のサイク
    ル数を実質的にカウントする計数手段と、 外部から供給される少なくとも1種類以上の第一の制御
    信号および外部から供給される第二の制御信号が入力さ
    れ、前記第一の制御信号のレベルが所定レベルの状態に
    なったら、前記記憶手段に対するデータアクセスのため
    の開始アドレス設定を前記基本クロック信号と非同期に
    行なう制御手段と、 前記基本クロック信号に同期して前記制御手段により設
    定されるアドレスに対するデータアクセス動作を実行す
    るデータ入出力手段と、 を有し、 前記データ入出力手段による前記記憶手段に対するデー
    タ出力は、前記第一の制御信号のレベルが所定レベルに
    保持された後に外部から供給される前記第二の制御信号
    が所定レベルになった後から前記計数手段により前記基
    本クロック信号を所定数カウントした後で開始され、前
    記基本クロック信号の1サイクル毎にデータが出力され
    ることを特徴とするクロック同期型半導体記憶装置。
  5. 【請求項5】 複数のメモリセルが行列状に配置されて
    なる記憶手段と、 外部から連続して供給される基本クロック信号のサイク
    ル数を実質的にカウントする計数手段と、外部 から供給される少なくとも1種類以上の第一の制御
    信号および外部から供給される第二の制御信号が入力さ
    れ、前記第一の制御信号のレベルが所定レベルの状態に
    なったら、前記記憶手段に対するデータアクセスのため
    の開始アドレス設定を行なう制御手段と、前記基本クロック信号に同期して 前記制御手段により設
    定されるアドレスに対するデータアクセス動作を実行す
    るデータ入出力手段と、前記第二の 制御信号のレベルにより以下の2つの動作
    (A)および(B)のいずれかを選択する選択手段を有
    するクロック同期型半導体記憶装置であり、 (A)前記データ入出力手段からのデータ出力は、前記
    基本クロック信号に非同期であり、前記制御手段により
    開始アドレスが設定された直後から開始される、 (B)前記データ入出力手段からのデータ出力は、前記
    制御手段により開始アドレスが設定された後、前記計数
    手段により前記基本クロック信号を所定数カウントした
    後に前記基本クロック信号に同期して開始される、 ことを特徴としている。
  6. 【請求項6】 複数のメモリセルが行列状に配置されて
    なる記憶手段と、 外部から連続して供給される基本クロック信号のサイク
    ル数を実質的にカウントする計数手段と、外部 から供給される少なくとも1種類以上の第一の制御
    信号および外部から供給される第二の制御信号が入力さ
    れ、前記第一の制御信号のレベルが所定レベルの状態に
    なったら、前記記憶手段に対するデータアクセスのため
    の開始アドレス設定を行なう制御手段と、前記基本クロック信号に同期して 前記制御手段により設
    定されるアドレスに対するデータアクセス動作を実行す
    るデータ入出力手段と、前記第二 の制御信号のレベルにより以下の2つの動作
    (A)および(B)のいずれかを選択する選択手段を有
    するクロック同期型半導体記憶装置であり、 (A)前記データ入出力手段からのデータ出力は、前記
    基本クロック信号に非同期であり、前記制御手段により
    開始アドレスが設定された後から開始される、 (B)前記データ入出力手段からのデータ出力は、前記
    制御手段により開始アドレスが設定された後で、前記第
    二の制御信号のレベルが所定レベルになった後から、前
    記計数手段により前記基本クロック信号を所定数カウン
    トした後に前記基本クロック信号に同期して開始され
    る、 ことを特徴としている。
  7. 【請求項7】 前記計数手段は複数の縦続接続されたク
    ロックドインバータから構成されており、該クロックド
    インバータに供給される前記制御信号の組み合わせから
    前記所定のクロック数をカウントすることを特徴とする
    請求項4ないし6いずれか1つの項に記載の半導体記憶
    装置。
  8. 【請求項8】 前記計数手段はフューズを有し、このフ
    ューズを溶断することにより、前記所定のカウント数を
    決定する機能を有していることを特徴とする請求項4な
    いし6いずれか1つの項に記載の半導体記憶装置。
  9. 【請求項9】 前記計数手段は複数個の論理回路の組み
    合わせからなり、各論理回路は半導体装置の外部から供
    給される電源線を有し、該電源線は半導体装置のボンデ
    ィングパッドに接続され、このボンディングパッドに所
    定の電位を供給するか否かにより、前記所定のカウント
    数を決定する機能を有していることを特徴とする請求項
    4ないし6いずれか1つの項に記載の半導体記憶装置。
  10. 【請求項10】 前記計数手段は、前記基本クロック信
    号を駆動サイクルとして、前記制御信号を1クロックご
    と遅延させることにより、クロックサイクル周期をアク
    セス動作制御の最小時間単位とした時間で遅延すること
    により生成される内部信号を発生する回路を有している
    ことを特徴とする請求項4ないし6いずれか1つの項に
    記載の半導体記憶装置。
  11. 【請求項11】 前記計数手段による前記基本クロック
    信号のサイクル数を計数する動作は、該基本クロック信
    号以外の外部から供給される少なくとも1種類以上の前
    記制御信号の組み合わせにより制御されることを特徴と
    する請求項4ないし6いずれか1つの項に記載の半導体
    記憶装置。
  12. 【請求項12】 前記制御手段は複数段の遅延回路から
    構成され、前記制御信号は該各遅延回路に入力され、各
    遅延段階で出力された遅延信号に基づいて前記記憶手段
    のデータアクセスを制御する機能を有していることを特
    徴とする請求項4ないし11いずれか1つの項に記載の
    半導体記憶装置。
  13. 【請求項13】 外部から連続して供給される基本クロ
    ック信号に同期してデータアクセスを行なうクロック同
    期型半導体記憶装置において、 前記半導体記憶装置に対するデータアクセスのための開
    始アドレスの設定は、該半導体記憶装置に供給される少
    なくとも1種類以上からなる第一の制御信号のレベルが
    所定レベルに保持される状態により、前記基本クロック
    信号とは非同期に設定され、 該設定された開始アドレスからのデータの出力は、前記
    第一の制御信号のレベルが所定レベルに保持された後
    に、前記半導体記憶装置に供給される第二の制御信号が
    所定レベルに保持された後から数えて該基本クロック信
    号の少なくとも2番目のサイクルから前記基本クロック
    信号に同期して開始され、前記基本クロック信号の1サ
    イクル毎にデータが出力されること を特徴とするクロッ
    ク同期型半導体記憶装置のアクセス方法。
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