JP2938706B2 - 同期型半導体記憶装置 - Google Patents

同期型半導体記憶装置

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JP2938706B2
JP2938706B2 JP5084591A JP8459193A JP2938706B2 JP 2938706 B2 JP2938706 B2 JP 2938706B2 JP 5084591 A JP5084591 A JP 5084591A JP 8459193 A JP8459193 A JP 8459193A JP 2938706 B2 JP2938706 B2 JP 2938706B2
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康弘 小西
崇行 宮元
毅 梶本
久 岩本
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Mitsubishi Electric Corp
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02DCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D10/00Energy efficient computing, e.g. low power processors, power management or thermal management

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  • Static Random-Access Memory (AREA)
  • Memory System (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Dram (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は半導体記憶装置に関
し、特に、外部から周期的に与えられるクロック信号に
同期して外部信号の取込を行なう同期型半導体記憶装置
に関する。より特定的には、この発明はリフレッシュ動
作を必要とする同期型ダイナミック・ランダム・アクセ
ス・メモリ(DRAM)に関する。
【0002】
【従来の技術】マイクロプロセッサ(MPU)は近年ま
すます高速化されてきている。一方、主記憶として用い
られるダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ(以
下、DRAMと称す)は高速化されてきてはいるもの
の、その動作速度は依然MPUの動作速度に追随するこ
とができない。このため、DRAMのアクセスタイムお
よびサイクルタイムがボトルネックとなり、システム全
体の性能が低下するということがよくいわれる。
【0003】システムの性能を向上させるために、DR
AMとMPUとの間に、高速のスタティック・ランダム
・アクセス・メモリ(SRAMと以後称す)からなるキ
ャッシュメモリと呼ばれる高速メモリを配置する手法が
よく用いられる。キャッシュメモリに使用頻度の高いデ
ータを格納しておき、MPUが必要とするデータがキャ
ッシュメモリ内に記憶されている場合には高速のキャッ
シュメモリへアクセスする。キャッシュメモリにMPU
が要求するデータがないときのみDRAMへアクセスす
る。使用頻度の高いデータが高速のキャッシュメモリに
格納されているため、DRAMへのアクセス頻度が大幅
に低減され、これによりDRAMのアクセスタイムおよ
びサイクルタイムの影響を排除してシステムの性能を向
上させる。
【0004】このキャッシュメモリを用いる方法は、S
RAMがDRAMに比べて高価であるため、パーソナル
コンピュータなどの比較的安価な装置には適していな
い。したがって、安価なDRAMを用いてかつシステム
の性能を向上させることが求められている。
【0005】MPUとDRAMとを単に同期動作させる
だけであれば、DRAMへシステムクロックを与え、こ
のシステムクロックに同期してDRAMを動作させれば
よい。DRAMをシステムクロック信号に同期して動作
させる構成は、ハラによる米国特許第5083296号
に示されている。
【0006】ハラのDRAMは、クロック信号CLKに
同期してチップセレクト信号/CSおよびライトイネー
ブル信号/WEをラッチする。ラッチされたチップセレ
クト信号/CSが活性状態にありDRAMが選択された
ことを示している場合、クロック信号に同期して内部R
AS信号および内部CAS信号が発生される。内部RA
S信号および内部CAS信号に応答してアドレス信号を
ラッチして内部行アドレス信号および内部列アドレス信
号を生成する。データの入出力もクロック信号CLKに
同期して行なわれる。
【0007】ハラは、DRAMをクロック同期動作させ
ることにより、DRAMをロウアドレスストローブ信号
RAS、コラムアドレスストローブ信号CASなどの制
御信号で動作させる際に生じるタイミングのずれなどの
問題の解決を図っている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上述のハラのDRAM
は、単にDRAMをクロック同期動作させることのみを
意図している。アドレス信号はクロック信号CLKに同
期して発生された内部RAS信号および内部CAS信号
によりラッチされている。比較的低速のクロック信号か
または十分なセットアップ時間およびホールド時間のマ
ージンを有するアドレス信号であれば外部アドレス信号
に応答して所望の内部アドレス信号を生成することがで
きる。
【0009】しかしながら、クロック信号CLKが高速
であるか、またはアドレス信号のセットアップ時間およ
びホールド時間のマージンが少ない場合、内部RAS信
号およびCAS信号が発生された場合内部アドレス信号
がすでに無効状態に移行していることが生じる。したが
って、このハラのDRAMは高速のクロック信号に同期
して動作させることはできない。すなわち、高速のMP
Uに対する高速の主記憶として利用できない。
【0010】また、このハラのDRAMは、内部構成と
しては通常の標準DRAMと同様の構成を備えており、
外部制御信号およびデータ入出力部分にのみクロックで
動作するラッチ回路が設けられているだけである。
【0011】一方、米国JEDEC(Joint El
ectron Device Engineering
Council)は、高速MPUのための主記憶とし
てクロック信号に同期して動作する同期型DRAM(シ
ンクロナスDRAM;以下、SDRAMと称す)を採用
し、このSDRAMの仕様の標準化作業を現在行なって
いる。未だ、この標準仕様の詳細については明らかにさ
れていない。日経エレクトロニクス、1992年2月3
日号の第85頁の記事によると、次の構成が提案されて
いる: (1) 周期10ないし15ns(ナノ秒)のクロック
信号で同期をとる。
【0012】(2) 最初のランダム・アクセスでは、
行アドレス信号入力後4ないし6クロックでデータをア
クセスする。その後、1クロックごとに連続するアドレ
スのデータをアクセスすることかできる。
【0013】(3) チップ内回路をパイプライン動作
させ、またシリアル入出力バッファをデータ入出力部に
設けてアクセス時間を短縮する。
【0014】この上述の構成は単に案だけであり、具体
的にどのようにこれらを実現するかについては何ら述べ
られていない。
【0015】それゆえ、この発明の目的は、新規な構成
の高速動作するSDRAMを提供することである。
【0016】この発明の他の目的は、チップ占有面積の
小さいSDRAMを提供することである。
【0017】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る同期型半
導体記憶装置は、各々が互いに活性化およびプリチャー
ジ動作を独立して実行することのできる複数のバンクに
分割されたメモリセルアレイと、複数のバンク各々に対
応して設けられ、対応のバンクへの書込データを格納す
るための複数の書込データレジスタ手段と、複数のバン
クの各々に対応して設けられ、対応のバンクからの読出
データを格納するための複数の読出データレジスタ手段
を備える。
【0018】請求項2に係る同期型半導体記憶装置は、
請求項1記載の半導体記憶装置においてさらに、一度に
入力または出力することのできるデータ入出力数を設定
するためのデータ入出力数設定手段と、このデータ入出
力数設定手段により設定されたデータ入出力数情報に従
って複数のバンクの数を設定する手段とを備える。
【0019】請求項3に係る半導体記憶装置は、請求項
1記載の同期型半導体記憶装置においてさらに、連続し
てアクセスすることのできるビット数を示すラップ長を
設定するためのラップ長設定手段と、このラップ長設定
手段により設定されたラップ長情報に従ってバンクの数
を設定するバンク数設定手段とを備える。
【0020】請求項4に係る半導体記憶装置は、所定ビ
ット数だけ連続してデータを書込む連続書込動作が可能
であり、この連続書込動作時において、外部から与えら
れる書込禁止信号に応答して、連続データのうちの書込
が禁止されるビット位置を記憶するマスクレジスタ手段
と、この連続書込において与えられた書込データを順次
格納するためのライトレジスタ手段と、マスクレジスタ
手段に格納されたマスクビット位置情報に従ってライト
レジスタ手段の書込データを選択されたメモリセルへ書
込む書込手段とを備える。
【0021】請求項5に係る同期型半導体記憶装置は、
書込許可信号の活性化に応答して入力データに従って発
生された書込データを順次格納する書込データレジスタ
手段と、この書込データレジスタ手段に予め定められた
数のデータが書込まれたか否かを判別する判別手段と、
この判別手段の出力と書込制御信号とに応答して書込デ
ータレジスタ手段に格納されたデータを選択されたメモ
リセルへ書込むデータ書込手段を備える。このデータ書
込手段は、判別手段の出力が予め定められた数のデータ
が書込まれたことを示すことまたはこの予め定められた
数のデータが書込まれていないことを示しかつ書込許可
信号が不活性状態へ移行することに応答して書込データ
レジスタ手段に格納されたデータを選択されたメモリセ
ルへ書込む。
【0022】請求項6に係る同期型半導体記憶装置は、
複数のメモリセルと各々に1行のメモリセルが接続され
るワード線と各々に1列のメモリセルが接続される複数
のビット線対とを有するメモリセルアレイと、書込許可
信号に応答して、このメモリセルアレイの活性化タイミ
ングをデータ書込時とデータ読出時とで異ならせる手段
を備える。この異ならせるための手段は、書込許可信号
が活性状態にありデータ書込を示している場合にはデー
タ読出時のそれよりも遅らせるタイミング遅延手段を含
む。
【0023】請求項7に係る同期型半導体記憶装置は、
請求項6の半導体記憶装置において、さらに、入力デー
タに従って発生される書込データを順次格納するための
書込データレジスタ手段と、書込許可信号に応答して、
メモリセルアレイの活性化前に書込データレジスタ手段
へ書込データを順次格納する格納手段と、この書込デー
タレジスタ手段への所定数の書込データの格納またはこ
の書込データレジスタ手段がデータフル状態となったと
きに書込データレジスタ手段の格納データをメモリセル
アレイの選択されたメモリセルへ伝達する書込手段をさ
らに備える。
【0024】請求項8に係る半導体記憶装置は、一連の
パルス列からなる外部から与えられるクロック信号に同
期して外部からの行アドレスストローブ信号を取込んで
第1の内部行アドレスストローブ信号を生成する手段
と、このクロック信号と外部行アドレスストローブ信号
とに応答して第2の行アドレスストローブ信号を生成す
る手段を含む。第2の内部行アドレスストローブ信号は
第1の内部行アドレスストローブ信号より早いタイミン
グで発生される。
【0025】請求項8に係る半導体記憶装置はさらに、
この第2の内部行アドレスストローブ信号に応答してア
ドレス信号を取込んで内部行アドレス信号を発生する手
段と、第1の内部行アドレスストローブ信号に応答して
内部行アドレス信号をデコードしてメモリセルアレイの
行を選択する信号を発生する行デコード手段を備える。
【0026】請求項9に係る半導体記憶装置は、複数の
メモリセルがマトリックス状に配列されたメモリセルア
レイと、各々にこのメモリセルアレイの1行のメモリセ
ルが接続される複数のワード線と、各々にメモリセルア
レイの1列のメモリセルが接続される複数対のビット線
とを含む。このメモリセルアレイは、ワード線を低抵抗
の導電層に接続するためのワード線シャント領域を有す
る。
【0027】請求項9に係る半導体記憶装置はさらに、
このワード線シャント領域にビット線対と平行に配置さ
れかつメモリセルアレイにわたって延びるデータバス
と、列アドレス信号をデコードしてメモリセルアレイの
列を選択する信号を生成する列デコード手段と、ビット
線対と平行に配置され、列デコード手段からの列選択信
号が伝達される複数の列選択線と、各ビット線対に設け
られ、列選択線上の信号に応答して対応のビット線対を
データバスへ接続する列選択スイッチ手段と、データバ
スとデータビットの授受を行なうための複数のデータ入
出力端子とを含む。1本の列選択線は、データ入出力端
子の数と同数のビット線対を同時に選択する。同時に選
択されたビット線対は各々異なるデータ入出力端子に対
応する。
【0028】請求項10に係る半導体記憶装置は、複数
のメモリセルがマトリックス状に配列されたメモリセル
アレイと、このメモリセルアレイの1行のメモリセルが
各々に接続される複数のワード線と、メモリセルアレイ
の1列のメモリセルが各々に接続される複数対のビット
線と、複数のデータ入出力端子と、この複数のデータ入
出力端子と信号の授受を行なうためのデータバスと、列
アドレス信号をデコードしてメモリセルアレイの列を選
択する信号を生成する列デコード手段と、この列デコー
ド手段からの列選択信号が伝達される複数の列選択線
と、各ビット線対に対して設けられ、列選択線上の信号
に応答して対応のビット線対をデータバスへ接続する列
選択スイッチ手段を含む。
【0029】この列デコード手段は複数の列選択線を同
時に選択状態とし、かつ各列選択線は複数対のビット線
を同時に選択状態とする。同時に選択状態とされる複数
の列選択線は各々異なる入出力端子に対応する。
【0030】請求項10に係る半導体記憶装置はさら
に、入出力端子に関してデータ書込禁止位置を示すマス
クデータに従って、このマスクデータが示すデータ入出
力端子に対応する列選択線を非活性状態に維持する手段
を備える。
【0031】
【0032】請求項11に係る同期型半導体記憶装置
は、外部制御信号に含まれる第1の制御信号をクロック
信号に同期して取込み内部制御信号を発生する第1の制
御手段と、この第1の制御信号をクロック信号と非同期
で取込むことにより第2の内部制御信号を発生する第2
の制御手段と、外部信号に含まれる特定の信号が特殊動
作モード信号を指示したとき、第1の制御手段を不活性
状態としかつ第2の制御手段を活性化する第3の制御手
段と、この第1のおよび第2の内部制御信号を並列に受
け、一方が活性状態を示しているときクロック信号を取
込み内部クロック信号を生成するクロックバッファ手段
とを含む。
【0033】請求項12に係る同期型半導体記憶装置
は、クロックバッファ活性化信号を取込み第1のクロッ
ク信号を発生する第1のクロックバッファと、外部から
のクロックバッファ活性化信号をこの第1のクロック信
号に同期して取込み第1のクロックバッファ活性化信号
を生成する第1のクロックバッファ活性化手段と、この
第1のクロックバッファ活性化信号に応答して活性化さ
れ、外部からのクロック信号を取込み第2のクロック信
号を発生する第2のクロックバッファ手段と、クロック
バッファ活性化信号を外部クロック信号と非同期で取込
み第2のクロックバッファ活性化信号を発生して第1の
クロックバッファへ与えて第1のクロックバッファを活
性化する第2のクロックバッファ活性化手段と、外部信
号に含まれる特定の信号が特殊動作モードを示すとき、
第1のクロックバッファ活性化手段を不活性化しかつ第
2のクロックバッファ活性化手段を活性状態とする制御
手段と第2のクロック信号に同期して外部信号を取込み
内部信号を生成するバッファ手段を備える。
【0034】請求項13に係る同期型半導体記憶装置
は、請求項12記載の同期型半導体記憶装置の構成に加
えてさらに、第2のクロック信号に応答してデータの入
出力を行なう入出力回路を含む。
【0035】請求項14に係る同期型半導体記憶装置
は、請求項12に係る同期型半導体記憶装置に含まれる
第2のクロックバッファ手段が、第1のクロックバッフ
ァ活性化手段からの第1のクロックバッファ活性化信号
をクロック信号の1サイクル期間遅延させる遅延手段
と、この遅延手段の出力とクロック信号とに応答して第
2のクロック信号を生成する手段とを含む。請求項15
に係る同期型半導体記憶装置は、一連のパルス列からな
るクロック信号を取込み第1の内部クロック信号を発生
する第1のクロックバッファ発生手段と、一連のパルス
列からなるクロック信号を取込み第2の内部クロック信
号を発生する第2のクロックバッファ手段と、外部信号
に含まれるクロックバッファ活性化信号をクロック信号
と非同期で取込み第1のクロックバッファ手段を活性化
するための第1の活性化手段と、このクロックバッファ
活性化手段を第1の内部クロック信号に同期して取込み
第2のクロックバッファ手段を活性化するための第2の
活性化手段と、外部信号に含まれる特殊動作モード指示
信号に応答して第1の活性化手段を活性状態としかつ第
2の活性化手段を不活性状態とする制御手段を含む。
【0036】請求項16に係る同期型半導体記憶装置
は、外部から与えられるクロック信号に同期して外部か
らの制御信号を取込み内部制御信号を生成する制御信号
入力バッファ手段と、外部アドレス入力ノードとアドレ
スバッファ手段との間に設けられ、この外部アドレス入
力ノードに与えられたアドレス信号を遅延してアドレス
バッファ手段へ与える遅延手段とを備える。この遅延手
段の遅延時間は、制御信号のクロック信号に対するセッ
トアップおよびホールド時間がアドレス入力ノードへ与
えられるアドレス信号のクロック信号に対するセットア
ップおよびホールド時間と実質的に等しくなるように設
定される。
【0037】
【作用】請求項1に係る半導体記憶装置においては、メ
モリアレイがそれぞれ独立の複数のバンクに分割されて
おり、各バンクで独立にプリチャージ動作および活性化
動作を行なうことができ、1つのバンクのプリチャージ
中に別のバンクを活性化してアクセスすることができ、
高速アクセスが実現される。また各バンクに対して入力
データおよび出力データを格納するレジスタを設けてい
るため、各バンクごとにデータの連続書込および書込マ
スクなどの処理を容易に実現することができるととも
に、バンク切換時および書込/読出動作切換時において
内部でのデータ衝突が生じることはない。
【0038】請求項2に係る半導体記憶装置において
は、データ入出力端子数に応じてバンクの数を変更する
ことができるため、同一チップのレイアウトで複数種類
の半導体記憶装置を得ることができる。
【0039】請求項3に係る半導体記憶装置において
は、連続書込可能データ数を示すラップ長に従ってバン
ク数が決定されているため、常に処理用途に応じて最適
なバンク構成を実現することができる。
【0040】請求項4に係る半導体記憶装置においては
連続データ書込時において所望のデータビットに対し書
込マスクをかけることができるため、柔軟なデータ処理
を実現することができる。
【0041】請求項5に係る半導体記憶装置において
は、連続書込動作時において所定数未満のビットが書込
まれた時点で書込許可信号を不活性化することによりメ
モリセルへのデータ書込が行なわれるため、データ書込
を高速で行なうことができる。
【0042】請求項6に係る半導体記憶装置において
は、データ書込時にはメモリセルアレイの活性化タイミ
ングが遅らされるので、データ書込のタイミングマージ
ンを十分に大きくとることができる。また、バーストラ
イトを高速に行なえる。
【0043】請求項7に係る半導体記憶装置において
は、対応のバンクのメモリセルアレイのプリチャージ中
にデータレジスタにデータ書込が行なわれるため、デー
タ書込およびメモリセルアレイのプリチャージ動作をパ
イプライン化することができる。
【0044】請求項8に係る半導体記憶装置において
は、行アドレスラッチを外部クロック信号ではなく内部
制御信号で駆動するため、行アドレスラッチは必要なと
きのみ駆動され、不要な消費電流をなくすことができ
る。
【0045】請求項10に係る半導体記憶装置において
は、1本の列選択線により異なるデータ入出力端子に対
応するビット線対が同時に選択されるため、この同時に
選択される列選択線の数を調整することにより容易にラ
ップ長変更に対応することができる。
【0046】請求項10に係る半導体記憶装置において
は、1本の列選択線が1つのデータ入出力端子に対応す
るため、ライトパービット動作のような特定のデータ入
力端子からのデータ書込を容易にマスクすることができ
る。
【0047】
【0048】請求項11に係る同期型半導体記憶装置に
おいては、特殊動作モードが指定されたとき、クロック
信号と非同期的に取込まれた制御信号に従った内部クロ
ック信号が発生される。この制御信号がクロックバッフ
ァ不活性状態を指示しているとき、クロックバッファ手
段は不活性状態とされ、動作しない。これにより同期型
半導体記憶装置におけるクロック信号に同期した動作が
停止され、この内部クロック信号に同期して外部信号を
取込むバッファ回路の動作が禁止され、消費電流が低減
される。
【0049】請求項12に係る同期型半導体記憶装置に
おいては、特殊動作モードが指定されたとき、クロック
バッファ活性化信号は、クロック信号と非同期的に第2
のクロックバッファ活性化手段により取込まれる。これ
により、特殊モード動作時において、クロック信号と非
同期的に取込まれたクロックバッファ活性化信号により
第1のクロックバッファの動作が制御される。この第1
のクロックバッファからの第1のクロック信号に応答し
て、第2のクロック信号が生成される。この非同期的に
取込まれたクロックバッファ活性化信号(第2のクロッ
クバッファ活性化信号)をクロックバッファ不活性化指
示状態に設定すれば、第1のクロック信号の発生および
第2のクロック信号の発生が禁止され、このクロック信
号に応答して動作するバッファ回路の動作が禁止され、
電流消費が低減される。
【0050】請求項13に係る同期型半導体記憶装置に
おいては、第2のクロック信号が、データの入出力を行
なう入出力回路へ与えられている。したがって、データ
の入出力をクロックバッファ活性化信号に従って行なう
ことができ、同一データを複数サイクルにわたって持続
的に出力するなどの柔軟な処理を実現することができ
る。
【0051】請求項14に係る同期型半導体記憶装置に
おいて、第2のクロック信号は第1のクロックバッファ
活性化信号を1クロック遅延させた信号とクロック信号
とから発生される。第1のクロックバッファ活性化信号
が一度不活性状態とされると、次のクロックサイクルに
おいて、第2のクロック信号が発生されない。このと
き、前のクロックサイクルにおけるデータと同じデータ
の書込または読出を行なうことができ、データ書込/読
出動作タイミングを柔軟に設定することが可能となる。
請求項15に係る同期型半導体記憶装置において、第2
の活性化手段は第1の内部クロック信号に同期してクロ
ックバッファ活性化信号を取込んでいる。特殊動作モー
ド時においては第2の活性化手段を不活性状態とするこ
とにより、第2の内部クロック信号に応答して外部信号
を取込む回路部分の動作を停止させることができ、低消
費電力動作を実現することができる。またこのとき、第
1の内部クロック信号を第1の活性化手段のみを駆動す
る構成とすれば、第1のクロックバッファ手段の出力負
荷が小さくなり、この第1のクロックバッファ手段の消
費電力が低減される。
【0052】請求項16に係る同期型半導体記憶装置に
おいては、アドレスバッファと外部アドレス信号入力ノ
ードとの間に遅延回路が設けられる。これにより見かけ
上アドレス信号のホールド時間を短くすることができ、
高速動作する同期型半導体記憶装置を得ることができ
る。また、アドレス信号のホールド時間を短くすること
により制御信号と同程度のホール時間とすることがで
き、各種外部信号の要求条件をほぼ同一とすることがで
き、システム構築上タイミング設定が容易となり、使い
やすい同期型半導体記憶装置を得ることができる。請求
17に係る同期型半導体記憶装置においては、クロッ
ク活性化信号により第2のクロックバッファ手段が活性
化される。したがって、この第2の内部クロック信号は
内部クロック活性化信号の活性状態のときのみに発生さ
れて所望の内部回路を駆動する。これにより必要な期間
のみ所望の内部回路を動作状態とすすることができる。
【0053】
【実施例】
[メモリセルアレイ配置]SDRAMにおいては高速で
アクセスするために、システムクロック信号に同期して
連続したたとえば8ビットの数ビットに高速アクセスす
る仕様が提案されている。この連続アクセスのタイミン
グ図を図2に示す。
【0054】図2においては、データ入出力端子DQ0
ないしDQ7の8ビットのデータ(バイトデータ)の入
力および出力が可能なSDRAMにおいて、連続して8
ビットのデータ(8×8の合計64ビット)を書込また
は読出す動作を示す。
【0055】図2に示すように、SDRAMにおいて
は、たとえばシステムクロックである外部からのクロッ
ク信号CLKの立上がりエッジで外部からの制御信号、
ロウアドレスストローブ信号/RAS、コラムアドレス
ストローブ信号/CAS、出力イネーブル信号(出力許
可信号)/OE、ライトイネーブル信号(書込許可信
号)/WEおよびアドレス信号ADDが取込まれる。ア
ドレス信号ADDは行アドレス信号Xと列アドレス信号
Yとが時分割的に多重化されて与えられる。ロウアドレ
スストローブ信号/RASがクロック信号CLKの立上
がりエッジにおいて活性状態の“L”にあればそのとき
のアドレス信号ADDが行アドレス信号Xとして取込ま
れる。
【0056】次いでコラムアドレスストローブ信号/C
ASがクロック信号CLKの立上がりエッジにおいて活
性状態のLにあればそのときのアドレス信号ADDが列
アドレス信号Yとして取込まれる。この取込まれた行ア
ドレス信号Xaおよび列アドレス信号Ybに従ってSD
RAM内において行および列の選択動作が実施される。
行アドレスストローブ信号/RASが“L”に立下がっ
てから所定のクロック期間(図2においては6クロック
サイクル)が経過した後、出力イネーブル信号/OEが
“L”にあれば最初の8ビットデータb0が出力され
る。以降、クロック信号の立上がりに応答して連続した
メモリセル位置(または列アドレス)からのデータが出
力される。
【0057】書込動作時においては、行アドレス信号X
cの取込みはデータ読出時と同様である。クロック信号
CLKの立上がりエッジにおいてコラムアドレスストロ
ーブ信号/CASおよびライトイネーブル信号/WEが
ともに活性状態の“L”であれば、列アドレス信号Yd
が取込まれるとともに、そのときに与えられていたデー
タd0が最初の書込データとして取込まれる。この信号
/RASおよび/CASの立下がりに応答してSDRA
M内部においては行および列選択動作が実行される。ク
ロック信号CLKに同期して順次入力データd1、…、
d7が取込まれ、この最後の入力データd7が取込まれ
た後、連続するメモリセルへこの入力データが書込まれ
る。
【0058】上述のように、従来のDRAMにおけるロ
ウアドレスストローブ信号/RASおよびコラムアドレ
スストローブ信号/CASという外部制御信号に同期し
てアドレス信号および入力データなどを取込んで動作さ
せる方式と異なり、SDRAMにおいては、外部から与
えられるたとえばシステムクロックであるクロック信号
CLKの立上がりエッジでアドレスストローブ信号/R
AS、/CAS、アドレス信号および入力データなどを
取込む。
【0059】このように、外部からのクロック信号に同
期させて外部からの信号およびデータを取込む同期動作
を実行することの利点は、アドレス信号のスキュー(タ
イミングのずれ)によるデータ入出力時間に対するマー
ジンを確保する必要がなく、このためサイクルタイムを
短縮することができることなどである。また、このSD
RAMが用いられるシステムによっては、連続したアド
レスの数ビットのメモリセルにアクセスする頻度が高い
場合がある。このようにクロック信号に同期して連続デ
ータの書込および読出を実行することができるようにす
ることにより、連続アクセスタイムを高速化(短く)す
ることができ、このSDRAMの平均アクセスタイムを
SRAMに匹敵させることが可能となる。
【0060】上述のように8ビットのデータを8個連続
して書込/読出する場合にはSDRAMにおいては64
ビット(8×8)のメモリセルを同時に選択状態にして
おくのが最も単純にこの連続書込/読出を実現するため
の方法として考えることができる。
【0061】今、図3に示すようなアレイの配置を有す
るSDRAMを考える。図3は、標準的な16Mビット
DRAMのチップ構成を示す図である。図3において、
DRAMは、各々が4Mビットの記憶容量を有する4つ
のメモリマットMM1、MM2、MM3、およびMM4
を含む。メモリマットMM1〜MM4の各々は、それぞ
れ256Kビットの記憶容量を有する16個のメモリア
レイMA1〜MA16を含む。メモリマットMM1ない
しMM4のチップ長辺方向(図3の垂直方向)の一方側
に沿ってロウデコーダRD1、RD2、RD3およびR
D4が配置される。チップ短辺方向において隣接する2
つのメモリマットに対するロウデコーダの間に、読出デ
ータの増幅を行なうプリアンプ回路PAおよび書込デー
タを増幅して選択メモリセルへ伝達するための書込バッ
ファWBが配置される。このプリアンプ回路PAおよび
書込バッファWBのブロックは、それぞれ4つのメモリ
アレイブロックすなわち1Mビットのアレイに対して1
つのブロックが設けられる。
【0062】メモリマットMM1ないしMM4のそれぞ
れのチップ中央部側においてチップ短辺方向に沿ってコ
ラムデコーダCD1、CD2、CD3、およびCD4が
配置される。チップ中央部(コラムデコーダの間の領
域)にアドレスバッファおよび制御信号発生回路などを
含む周辺回路PHが配置される。
【0063】図3に示す16MDRAMの構成は、2M
ワード×8ビットの構成を与える。動作時においては、
4個のメモリアレイが選択される。図3においては、メ
モリマットMM3のメモリアレイMA1およびMA5
と、メモリマットMM4のメモリアレイMA1およびM
A5が選択された状態が示される。各メモリアレイから
4ビットのメモリセルが選択される。したがってこの図
3に示す構成の場合、同時に16ビットのメモリセルに
アクセスが可能である。最終的には、アドレス信号ビッ
トによりこの16ビットから8ビットが選択される。
【0064】メモリマットMM1ないしMM4の各々に
おいては、1Mビット(4個のメモリアレイ)単位でま
ず選択が行なわれ、次いで選択された1Mビットのアレ
イブロックにおいて最大1個のメモリアレイが選択され
る。図3に示すように1回のRASサイクル(信号/R
ASが規定する1サイクル)において4個の256Kビ
ットアレイが活性化される。このような部分活性化は消
費電力を低減するためである。活性化されたメモリアレ
イを除くメモリアレイはプリチャージ状態に維持され
る。
【0065】図4は、この図3に示すDRAMの4つの
メモリアレイ部の構成を概略的に示す図である。4つの
256KビットメモリアレイMA#1〜MA#4のう
ち、動作時には最大1個のメモリアレイのみの活性化
(ワード線選択、ビット線の充放電等)が行なわれる。
【0066】図4において、1つのメモリアレイに対し
てメモリアレイの長辺方向(チップ短辺方向)に沿っ
て、メモリアレイから選択されたデータを伝達するため
のローカルIO線対LIO1、LIO2、LIO3、お
よびLIO4が配置される。メモリアレイの間に配置さ
れるローカルIO線対は隣接メモリアレイに共有され
る。たとえばローカルIO線対LIO3およびLIO4
は、図4においてメモリアレイMA#1とメモリアレイ
MA#2とで共有される。メモリアレイの各ビット線対
BLPとローカルIO線対LIO(以下、ローカルIO
線対を総称的に示す場合には単にLIOとのみ称す)と
をコラムデコーダの出力に応じて接続するためにIOス
イッチGS1、GS2、GS3、およびGS4が設けら
れる。IOスイッチGS1〜GS4は、コラムデコーダ
CD(コラムデコーダを総称的に示す場合符号CDを用
いる)の出力信号(列選択信号)は1本の列選択線CS
L上に伝達される。列選択線CSLは2本の信号線CS
LaおよびCSLbに分割される。この分割列選択線C
SLaおよびCSLbはそれぞれ2つのビット線対BL
Pを選択する。すなわち1本の列選択線CSLにより4
つのビット線対BLPが選択されてローカルIO線対L
IOに接続される。
【0067】メモリアレイMAは、後にその構成を詳細
に説明するが、センスアンプがビット線対BLPの両側
に交互に配置される交互配置型センスアンプ構成を有し
かつこのセンスアンプは隣接メモリアレイで共有され
る。すなわち、各メモリアレイは、交互配置型のシェア
ードセンスアンプ構成を備える。
【0068】上述のようなシェアードセンスアンプ構成
としかつローカルIO線対を共有する構成とすることに
より、信号配線面積の低減およびセンスアンプに要する
面積の低減を図るとともに、交互配置のセンスアンプ構
成とすることにより、ビット線ピッチが小さくなっても
十分なセンスアンプのピッチを確保している。列選択線
はこのメモリアレイを図の垂直方向に沿って延びる。
【0069】4つのメモリアレイMA#1〜MA#4に
対して共通に、グローバルIO線対GIO1〜GIO4
が配置される。グローバルIO線対GIO1〜GIO4
とローカルIO線対LIO1〜LIO4との交点に、ブ
ロック選択信号に応答してローカルIO線対LIO1〜
LIO4とグローバルIO線対GIO1〜GIO4を接
続するブロック選択スイッチBS1、BS2、BS3、
およびBS4が配置される。これにより、選択されて活
性状態とされたメモリアレイのみがグローバルIO線対
GIO(グローバルIO線対を総称的に示す場合は符号
GIOを示す)とデータの授受を行なうことができる。
【0070】グローバルIO線対GIO1〜GIO4
は、それぞれ対応する入出力回路PWに設けられたプリ
アンプPAおよびライトバッファWBを介してそれぞれ
リードデータバスRDBおよびライトデータバスWDB
に接続される。このデータ入出力回路PWに含まれるプ
リアンプPAおよびライトバッファWBはそれぞれブロ
ック選択信号と読出指示信号および書込許可信号に応答
して活性化される。
【0071】上述の構成により、1Mビットの4つのメ
モリアレイから4ビットのメモリセルのデータを読出
し、かつ4ビットのメモリセルへデータを書込むことが
できる。したがって、16MDRAMの構成において、
同時に16ビットのメモリセルへアクセスすることがで
きる。
【0072】リードデータバスRDBおよびライトデー
タバスWDBは入出力回路PWを貫通しており、周辺回
路PHを介してデータ入出力端子へ接続される。8ビッ
ト単位でのデータ入出力が必要な場合には周辺回路PH
において16ビットのデータから8ビットのデータの選
択が実行される。8ビット単位でのデータ入出力を行な
う場合にはまたこれに代えて、1つのメモリマットのみ
が活性化される構成が利用されてもよい。
【0073】前述のように、2Mワード×8ビット構成
のDRAMを利用して連続8ビット(1つのデータ入出
力端子について)アクセス可能なSDRAMを実現する
場合、図3に示す16MDRAMにおいてアクセスされ
るメモリセルの4倍のメモリセルへアクセスすることが
必要となる。活性化することのできる256Kビットの
メモリアレイの数は、消費電力の観点から容易に増加さ
せることはできない。メモリアレイを活性化すればセン
スアンプが動作してビット線の充放電が行なわれるた
め、このセンスアンプによるビット線の充放電およびプ
リチャージサイクルへ戻るためのビット線プリチャージ
のための充放電に電流が消費されるためである。
【0074】同時に活性化できるメモリアレイの数を増
加せずに、同時にアクセスするメモリセルの数を増加さ
せるためには、1つのメモリアレイにおいて同時に選択
されるメモリセルの数を増加させる必要がある。すなわ
ちローカルIO線対LIO、グローバルIO線対GI
O、プリアンプPA、およびライトバッファWBの数を
4倍に増加することが必要となる。この状態を図5に示
す。
【0075】図5において、ローカルIO線対LIOが
1つのメモリアレイに対して16対設けられ、かつグロ
ーバルIO線対GIOも16対設けられる。列選択線C
SLは1つのメモリアレイにおいて16対のビット線対
BLPを同時に選択してローカルIO線対LIOへ接続
する。図5においても列選択線CSLから分割された分
割列選択線は同時に2対のビット線対を選択してローカ
ルIO線対LIOへ接続する。
【0076】同様に、ローカルIO線対LIOはブロッ
ク選択スイッチBSを介してグローバルIO線対GIO
へ接続される。
【0077】図5の構成から明らかなように、ローカル
IO線対LIO、およびグローバルIO線対GIOの数
を増加させると配線面積が大幅に増加し、チップ面積が
著しく増大する。したがって、この図3に示すような構
成の16MビットDRAMを8ビット連続アクセス可能
なSDRAMを実現するために用いることは得策ではな
い。
【0078】連続ビットアクセスをチップ面積を増大さ
せることなく実現するためのチップレイアウトを図6に
示す。
【0079】図6は、この発明の好ましい実施例である
SDRAMのチップレイアウトを示す図である。図6に
おいては、一例として、2Mワード×8ビット構成の1
6MSDRAMが示される。SDRAMは、各々が4M
ビットの記憶容量を有する4つのメモリマットMM1な
いしMM4を含む。メモリマットMM1ないしMM4の
各々は、それぞれ256Kビットの記憶容量を有する1
6個のメモリアレイMA1〜MA16を含む。メモリマ
ットMM1ないしMM4の一方側にチップ長辺方向に沿
ってロウデコーダRD1ないしRD4がそれぞれ配置さ
れる。また、メモリマットMM1ないしMM4のチップ
中央側に短辺方向に沿ってコラムデコーダCD1ないし
CD4がそれぞれ配置される。コラムデコーダCD(コ
ラムデコーダCD1ないしCD4を総称的に称す場合、
符号CDを用いる)からは、対応のメモリマットMM
(メモリマットMM1〜MM4を総称的に示す)の各ア
レイを横切って延びる列選択線CSLが配置される。1
本の列選択線CSLは、後に詳細に説明するように、8
対のビット線を同時に選択状態とする。
【0080】内部データを伝達するためのグローバルI
O線対GIOがまたメモリマットMMの長辺方向に沿っ
て各アレイを横切るように配置される。
【0081】メモリマットMM1ないしMM4各々に対
して、チップ中央側に、選択されたメモリセルのデータ
の増幅を行なうためのプリアンプPAと選択されたメモ
リセルへの書込データを伝達するためのライトバッファ
WBとからなる入出力回路PW1ないしPW4が配置さ
れる。
【0082】チップ中央部には、アドレス信号を発生す
るための回路、および制御信号を発生するための回路な
どの周辺回路PHが配置される。
【0083】この図6に示すSDRAMは互いに独立に
プリチャージ動作および活性化動作を行なうことのでき
る2つのバンク、#1および#2を備える。バンク#1
は、メモリマットMM1およびMM2から構成され、バ
ンク#2はメモリマットMM3およびMM4から構成さ
れる。後に詳細に説明するように、このバンクの数は変
更可能である。
【0084】メモリマットMM1ないしMM4各々は2
つのアレイブロックを備え、1つのアレイブロックはメ
モリアレイMA1ないしMA8から構成され、他方のア
レイブロックはメモリアレイMA9ないしMA16から
構成される。1つのアレイブロックにおいて最大1つの
メモリアレイが選択される。同時に活性化されるメモリ
アレイの数は4個であり、図6においては、メモリマッ
トMM3のメモリアレイMA1およびMA9と、メモリ
マットMM4のメモリアレイMA1とMA9が活性化さ
れた状態が示される。すなわち、選択されたバンクにお
いて、各メモリマットのアレイブロックから1つのメモ
リアレイが選択される。
【0085】同時に選択される列選択線CSLの数は8
本である。1本の列選択線CSLは8対のビット線を選
択する。したがって、同時に8×8=64ビットのメモ
リセルが選択される。
【0086】入出力回路PWは、対応のメモリマットM
Mの各メモリアレイに対し共通に利用される。1つの入
出力回路PWに含まれるプリアンプPAおよびライトバ
ッファWBの数はそれぞれ32個であり、SDRAM全
体ではそれぞれ128個である。図3の構成を拡張した
図5に示す構成の場合のプリアンプPAおよびライトバ
ッファWB各々の数の256個に比べると半減される。
これによりチップ占有面積は大幅に低減される。
【0087】入出力回路PWに含まれるプリアンプPA
およびライトバッファWBはチップ中央部に集中的に配
置される。これらは、周辺回路PHに含まれる制御回路
により駆動される。このため、プリアンプPAおよびラ
イトバッファWBの動作を制御するための信号線も短く
なり、したがって信号線の負荷が小さくなり、高速動作
を実現することができる。
【0088】また周辺回路PHをチップ中央部に集中的
に配置することにより、データの入出力はこのチップ中
央部を介して行なわれることになり、パッケージ実装時
においてピン配置として、データ入出力端子がパッケー
ジ中央部に配置されることになり、周辺回路PHとデー
タ入出力端子との距離が短くなり、高速でデータの入出
力を行なうことができる。
【0089】この図6に示すSDRAMは、先に図3に
おいて示した16MDRAMと同様交互配置型シェアー
ドセンスアンプ構成を備える。すなわち、選択されたメ
モリアレイのみが活性化されて非選択メモリアレイはプ
リチャージ状態に維持される。同時に活性化されるメモ
リアレイの数は4であり、図3に示すDRAMの構成に
比べて消費電流は増加しない。
【0090】図7は、図6に示すSDRAMのIO線配
置を具体的に示す図である。図7においては、2つの1
MビットメモリアレイMS1およびMS2が示される。
1MビットメモリアレイMS1は、チップ中央部から遠
い位置に配置される2Mビットアレイブロックに含まれ
る1Mビットメモリアレイであり、1Mビットメモリア
レイMS2は、チップ中央部に近い2Mビットアレイブ
ロックに含まれるメモリアレイを示す。
【0091】1MビットメモリアレイMS1およびMS
2は、ともに、8行8列に配置された32Kビットメモ
リアレイMKを含む。1MビットメモリアレイMS(メ
モリアレイMS1およびMS2を総称的に示す)はワー
ド線WLの延びる方向に沿って4つのアレイグループA
G1,AG2、AG3およびAG4に分割される。ワー
ド線WLの方向に沿って隣接する32Kビットメモリア
レイMKの間にはワード線シャント領域WSが設けられ
る。通常、DRAMにおいてはワード線の抵抗を下げる
ために、ポリシリコンで構成されるワード線WLと平行
に、アルミニウムなどの低抵抗の金属配線を配置し、こ
のポリシリコンワード線と低抵抗金属配線とを所定の間
隔で電気的に接続する。このワード線シャント領域につ
いて以下に説明する。
【0092】図8は、メモリセルを構成するトランジス
タの断面構造を概略的に示す図である。メモリセルに含
まれるアクセストランジスタは、半導体基板SUBの表
面に形成される不純物領域IPRと、この不純物領域I
PR上にゲート絶縁膜を介して形成されるポリシリコン
からなるゲート電極PLを備える。一方の不純物領域I
PRは、たとえば第1層アルミニウム配線からなるビッ
ト線BLに接続される。このビット線BLの上層に、ワ
ード線コンタクト用のアルミニウムなどからなる低抵抗
導電層ALが配置される。
【0093】図9に示すように、この低抵抗導電層AL
とポリシリコンゲート電極(ワード線)PLとが所定の
間隔をおいてコンタクト領域CNTにより電気的接続が
とられる。この電気的接続CNTが設けられる領域をワ
ード線シャント領域WSと称す。ワード線駆動信号DW
Lは低抵抗導電層ALへ伝達される。それにより1本の
ワード線においてその終端にまで高速でワード線駆動信
号DWLが伝達され、ワード線電位の立上げを高速で行
なうことができる。
【0094】このような電気的接続CNTは、図8に示
すように、ビット線BLの下層に存在するポリシリコン
ゲート電極(ワード線)PLと、ビット線BLの上層に
存在する低抵抗導電層ALとを接続する必要がある。こ
のため、電気的接続CNTはビット線BLが存在しない
領域、すなわちメモリセルが存在しない領域において設
ける必要がある。このメモリセルが存在しない領域は、
図7においてワード線WLの方向に沿って隣接するメモ
リアレイMKの間の領域である。このワード線シャント
領域WSにおいてポリシリコンゲート電極(ワード線)
PLと低抵抗導電層ALとの電気的接続がとられる。
【0095】再び第7図を参照して、グローバルIO線
対GIOはこのワード線シャント領域WSに配置され
る。1つのワード線シャント領域WSにおいて、チップ
中央部に近い2Mビットメモリアレイ領域においては4
つのグローバルIO線対が配置される。この4対のグロ
ーバルIO線のうち2つのグローバルIO線はさらにチ
ップ中央部より遠い2Mビットメモリアレイ領域におい
て延びる。すなわち、チップ中央部よりも遠い2Mビッ
トメモリアレイ領域におけるワード線シャント領域WS
においては、2つのグローバルIO線対GIOが配設さ
れる。
【0096】選択されたメモリアレイとデータの授受を
行なうためのローカルIO線対LIOは、各アレイグル
ープAG1、AG2、AG3、およびAG4に対応して
設けられる。1つの32KビットメモリアレイMKに対
しては、一方側に配設される2つのローカルIO線対L
IOと他方側に配置される2つのローカルIO線対LI
Oと合計4対のローカルIO線対が配置される。ローカ
ルIO線対LIOは、ワード線WLの方向に沿って隣接
する同一のアレイグループ内の32Kビットメモリアレ
イMKにより共有されるとともに、ビット線BLの方向
に沿って隣接する32KビットメモリアレイMKによっ
ても共有される。メモリアレイMKは、後に詳細にその
構成を説明するように、交互配置型シェアードセンスア
ンプ構成を備える。ビット線BLの方向において隣接す
る2つの32KビットメモリアレイMKの間の領域にセ
ンスアンプが配置される。グローバルIO線対GIOと
ローカルIO線対LIOとを接続するためにブロック選
択スイッチBSが配置される。ブロック選択スイッチB
Sはワード線シャント領域WSとセンスアンプ列との交
点に配置される。
【0097】コラムデコーダからの列選択信号を伝達す
る列選択線CSLは、アレイグループAG1〜AG4各
々において1本が選択状態とされる。1本の列選択線C
SLはチップ中央部から遠い領域において4対のビット
線BLPを選択してローカルIO線対LIOへ接続し、
かつチップ中央部に近い2Mビットメモリアレイ領域に
おいて4対のビット線BLPを選択してローカルIO線
対LIOへ接続する。すなわち、1本の列選択線CSL
により8つのビット線対BLPが選択状態とされ、ロー
カルIO線対LIOを介して8個のグローバルIO線対
GIOに接続される。1つのメモリマットMMにおいて
8×4=32個のビット線対BLPが選択されるため、
合計64個のビット線対BLPが選択されることにな
り、全体で合計64ビットのメモリセルに同時にアクセ
スすることが可能である。
【0098】図10は、1つの32Kビットメモリアレ
イに関連する部分の構成を示す図である。図10におい
て、32KビットメモリアレイMK2は、ロウデコーダ
からの行選択信号が伝達されるワード線WLと、このワ
ード線WLと交差する方向に配置されるビット線対BL
Pと、ワード線WLとビット線対BLPとの交差部に対
応して配置されるダイナミック型メモリセルMSを含
む。メモリセルMSは、アクセス用のトランジスタと、
情報記憶用のキャパシタとを含む。ビット線対BLP
は、互いに相補な信号が伝達されるビット線BLおよび
/BLを含む。図10においては、ビット線BLとワー
ド線WLとの交差部に対応してメモリセルMSが配置さ
れている場合が示される。
【0099】メモリアレイMK2の両側に、アレイ選択
ゲートSAG1およびSAG2が配置される。アレイ選
択ゲートSAG1とアレイ選択ゲートSAG2とは各ビ
ット線対BLPに対して交互に配置される。アレイ選択
ゲートSAG1は、アレイ選択信号φA1に応答して導
通状態となり、アレイ選択ゲートSAG2は、アレイ選
択信号φA2に応答して導通状態となる。
【0100】ビット線対BLPはそれぞれアレイ選択ゲ
ートSAG1およびアレイ選択ゲートSAG2を介して
センスアンプSA1およびセンスアンプSA2に接続さ
れる。すなわち、センスアンプSA1は、メモリアレイ
MK2の一方側にワード線WLと平行に配置され、セン
スアンプSA2は、メモリアレイMK2の他方側にワー
ド線WLと平行に配置される。センスアンプSA1およ
びSA2は、メモリアレイMK2のビット線対BLPに
対して交互に両側に配置される。センスアンプSA1
は、メモリアレイMK1とメモリアレイMK2とで共有
される。センスアンプSA2は、メモリアレイMK2と
メモリアレイMK3とで共有される。
【0101】センスアンプSA1の列と平行に、ローカ
ルIO線対LIO1およびLIO2が配置される。ま
た、センスアンプSA2の列と平行に、ローカルIO線
対LIO3およびLIO4が配置される。図10におい
ては、2つのローカルIO線対がセンスアンプSAの一
方側に設けられている配置が示される。ローカルIO線
対は、センスアンプSAの両側に配置されてもよい。
【0102】センスアンプSA1に対し、このセンスア
ンプSA1により検知増幅されたデータをローカルIO
線対LIO1,LIO2へ伝達するための列選択ゲート
CSG1が設けられる。同様にセンスアンプSA2に対
しては、センスアンプSA2により検知増幅されたデー
タをローカルIO線対LIO3,LIO4へ伝達するた
めの列選択ゲートCSG2が設けられる。コラムデコー
ダからの列選択線CSLは2つの列選択ゲートCSG1
と2つの列選択ゲートCSG2を同時に導通状態とす
る。これにより4つのビット線対BLPがローカルIO
線対LIO1、LIO2、LIO3およびLIO4へ同
時に接続される。センスアンプSA1で検知増幅された
データはローカルIO線対LIO1およびLIO2へ伝
達される。センスアンプSA2により検知増幅されたデ
ータはローカルIO線対LIO3およびLIO4へ伝達
される。
【0103】ローカルIO線対LIOをグローバルIO
線対GIOへ接続するために、ブロック選択信号φBに
応答して導通するブロック選択スイッチBSが設けられ
る。図10においては、ローカルIO線対LIO1をグ
ローバルIO線対GIO1へ接続するためのブロック選
択スイッチBS1と、ローカルIO線対LIO2をグロ
ーバルIO線対GIO2へ接続するブロック選択スイッ
チBS2とが示される。
【0104】ローカルIO線対LIO3およびLIO4
は、図7に示すように、隣接のグローバルIO線対GI
Oへそれぞれブロック選択スイッチを介して接続される
(ただし図10には示さず)。
【0105】次に動作について簡単に説明する。選択さ
れたワード線WLがメモリアレイMK2に含まれる場
合、アレイ選択信号φA1およびφA2が活性状態とな
り、メモリアレイMK2に含まれるビット線対BLPが
センスアンプSA1およびSA2へ接続される。メモリ
アレイMK1およびMK3に対して設けられたアレイ選
択ゲートSAG0およびSAG3は非導通状態であり、
メモリアレイMK1,MK3はプリチャージ状態を維持
する。
【0106】各ビット線対BLPにおいてメモリセルデ
ータが現われた後、センスアンプSA1およびSA2が
活性化され、このメモリセルデータを検知し増幅する。
【0107】次いで列選択線CSL上の信号が活性状態
の“H”に立上がると、列選択ゲートCSG1およびC
SG2が導通し、センスアンプSA1およびSA2で検
知増幅されたデータがローカルIO線対LIO1ないし
LIO4へ伝達される。
【0108】続いてまたは同時にブロック選択信号φB
が活性状態の“H”となり、ローカルIO線対LIO1
ないしLIO4がグローバルIO線対GIO1ないしG
IO4へ接続される。データ読出時においこはこのグロ
ーバルIO線対のデータがプリアンプPAを介して増幅
されて出力される。データ書込時においてはライトバッ
ファWBにより与えられた書込データがグローバルIO
線対GIO、ローカルIO線対LIOを介して各ビット
線対BLPへ伝達され、メモリセルへのデータの書込が
実行される。
【0109】ブロック選択信号φBは、このワード線W
Lが属するメモリアレイMK2に対してのみ活性状態と
なる。アレイ選択信号φA1およびφA2も同様であ
る。このブロック選択信号φB、アレイ選択信号φA
1、およびφA2は、行アドレス信号の所定数のビット
(たとえば上位4ビット)を用いて生成することができ
る。
【0110】上述のように、ワード線シャント領域WS
にグローバルIO線対GIOを配設し、センスアンプを
交互配置型シェアードセンスアンプ構成で配置すること
により、たとえ64ビットのメモリセルを同時に選択す
る構成であっても、信号線の配線領域が増加することは
なく、また同時に活性化される256Kメモリアレイの
数は標準の16MDRAMと同じ4個であるため消費電
流が増大することもない。
【0111】図11は、1対のビット線BLPに関連す
るデータ出力経路の構成を示す図である。図11におい
て、センスアンプSAは、交差結合されたpチャネルM
OS(絶縁ゲート型)トランジスタP1およびP2と、
交差結合されたnチャネルMOSトランジスタN1およ
びN2を含む。pチャネルMOSトランジスタP1およ
びP2からなるセンスアンプ部分は、センスアンプ駆動
信号φSPが“H”に立上がったときに、ビット線対B
LPにおける高電位のビット線の電位を“H”へ充電す
る。nチャネルMOSトランジスタN1およびN2から
なるセンスアンプ部分は、センスアンプ駆動信号φSN
が“L”へ降下したときに、ビット線対BLPの低電位
のビット線の電位を接地電位へと放電する。ビット線対
BLPは列選択線CSL上の信号電位に応答して導通す
る列選択ゲートCSGを介してローカルIO線対LIO
へ接続される。
【0112】ローカルIO線対LIOは互いに相補な信
号を伝達するローカルIO線LIOaおよび/LIOa
を含む。ローカルIO線対LIOは、ブロック選択信号
φBに応答して導通するブロック選択ゲートBSを介し
てグローバルIO線対GIOに接続される。グローバル
IO線対GIOは、互いに相補な信号を伝達するための
グローバルIO線GIOaおよび/GIOaを含む。グ
ローバルIO線対GIOは、入出力回路PWに含まれる
プリアンプPAに結合される。
【0113】プリアンプPAは、カレントミラー型差動
増幅回路の構成を備える。すなわち、プリアンプPA
は、電源電位Vccから電流を供給するための、カレン
トミラ回路を構成するpチャネルMOSトランジスタP
3およびP4と、グローバルIO線GIOaおよび/G
IOaがそのゲートに接続される差動増幅部を構成する
nチャネルMOSトランジスタN3およびN4と、プリ
アンプ活性化信号φPAEに応答して導通し、このプリ
アンプPAを活性状態にするnチャネルMOSトランジ
スタN5を含む。トランジスタP3およびP4のゲート
は、トランジスタN3およびトランジスタP3の接続点
に接続される。トランジスタP4およびトランジスタN
4の接続点から増幅データRDが出力される。次に動作
について簡単に説明する。
【0114】ワード線選択により、このビット線対BL
Pに接続されるメモリセルのデータはビット線BLまた
は/BLに伝達される。次いでセンスアンプ駆動信号φ
SNが“L”に立下がり、次いでセンスアンプ駆動信号
φSPが“H”と立上がることにより、このビット線対
BLPにおける電位差が増幅されるとともにラッチされ
る。
【0115】次いで、列選択線CSL上の信号が“H”
に立上がり、列選択ゲートCSGが導通状態となり、ビ
ット線対BLPにおけるビット線BLおよび/BLはロ
ーカルIO線対LIOにおけるローカルIO線LIOa
および/LIOaに接続される。次いでまたは同時に、
ブロック選択信号φBが“H”へ立上がりブロック選択
スイッチBSが導通し、ローカルIO線対LIOのロー
カルIO線LIOaおよび/LIOaがそれぞれグロー
バルIO線対GIOのグローバルIO線GIOaおよび
/GIOaへ接続される。
【0116】次いでプリアンプ活性化信号φPAEが
“H”へ立上がると、トランジスタN5が導通し、プリ
アンプPAが活性化される。グローバルIO線GIOa
の電位がグローバルIO線/GIOaの電位よりも高い
場合には、トランジスタN3のコンダクタンスがトラン
ジスタN4のコンダクタンスよりも大きくなり、トラン
ジスタN3を介してより多くの電流が流れる。このトラ
ンジスタN3を介して多く電流が流れると、トランジス
タP3およびP4のゲート電位が低下し、カレントミラ
ー効果により、トランジスタP4に多くの電流が流れ
る。トランジスタN4のコンダクタンスは小さいため、
増幅データRDが高速で“H”となる。この増幅後のデ
ータRDは、後に説明する読出データ格納用のリードレ
ジスタへ伝達される。
【0117】この図11に示す構成においては、信号伝
達経路におけるローカルIO線対LIO、グローバルI
O線対GIOはともに相補な信号線の対を含む。チップ
の面積を小さくするためには、できるだけ信号線の数を
少なくすることが重要である。このための構成を図12
に示す。
【0118】図12は、1対のビット線に関連するデー
タ読出経路の他の構成例を示す図である。図12におい
て、ビット線対BLPの一方のビット線BLが列選択ゲ
ートCSGを介してローカルIO線LIOに接続され
る。ローカルIO線は1本の信号線から構成される。ロ
ーカルIO線LIOはブロック選択スイッチBSを介し
て1本の信号線からなるグローバルIO線GIOに接続
される。すなわち、この図12に示す構成においては、
内部データを伝達するIO線は相補信号線の対ではな
い。1本の信号線で内部データの伝達が行なわれる。
【0119】プリアンプPAは、この1本のグローバル
IO線GIOの信号電位を増幅して内部読出データRD
を生成する。プリアンプPAは、電荷閉じ込め型プリア
ンプの構成を備える。すなわち、プリアンプPAは、セ
ンスアンプSAと同様の構成を備えるクロスカップル型
アンプを構成するpチャネルMOSトランジスタP1
0、P11およびnチャネルMOSトランジスタN1
0、N11と、このクロスカップル型アンプを活性化す
るためのpチャネルMOSトランジスタP12およびn
チャネルMOSトランジスタN12を含む。トランジス
タP12はそのゲートにプリアンプ活性化信号/φPA
Eを受け、クロスカップル型アンプへ電源電位Vccを
供給する。トランジスタN12は、プリアンプ活性化信
号φPAEに応答してこのクロスカップル型アンプへ接
地電位を供給する。
【0120】プリアンプPAはさらに、イコライズ信号
φIOEQに応答してノードAおよびノードBへ所定の
基準電位Vrefを伝達するプリチャージ用のnチャネ
ルMOSトランジスタN14およびN15と、転送信号
φDLに応答してノードAとグローバルIO線GIOと
を接続するnチャネルMOSトランジスタN13を含
む。ノードAから増幅後の内部読出データRDが発生さ
れる。クロスカップル型アンプはノードAとノードBの
電位を差動的に増幅する。基準電位Vrefは、たとえ
ばVcc/2の中間電位に設定される。次にこの図12
に示す構成の動作をその動作波形図である図13を参照
して説明する。
【0121】ワード線WLの電位が立上がると、このワ
ード線WLに接続されるメモリセルのデータが各ビット
線対BLPに伝達される。ビット線対BLPのビット線
BLおよび/BLはそれぞれVcc/2の中間電位にプ
リチャージされている。ワード線選択に従ってメモリセ
ルのデータがビット線BLまたは/BLに伝達され、こ
のメモリセルデータに応じてビット線BLおよび/BL
の電位が変化する。メモリセルが接続されないビット線
の電位は中間電位Vcc/2を維持する。図13におい
ては、“H”のデータがビット線に読出された場合およ
び“L”のデータがビット線に読出された場合が合わせ
て示される。ビット線対BLPにおける電位差が十分な
大きさになると、それまでVcc/2の電位に保持され
ていたセンスアンプ駆動信号φSNおよびφSPがそれ
ぞれ“L”および“H”へ移行する。これにより、セン
スアンプSAが活性化され、ビット線対BLPにおける
高電位のビット線の電位が電源電位Vccレベルの
“H”に、低電位のビット線の電位が接地電位Vssレ
ベルの“L”へと低下する。
【0122】センスアンプSAによるセンス動作が完了
し、ビット線対BLPにおける各ビット線BLおよび/
BLの電位が確定すると、列選択線CSLの電位が
“H”に立上がり、列選択ゲートCSGが導通する。こ
れによりビット線BLのデータがローカルIO線LIO
へ伝達される。ローカルIO線LIOの電位がそれまで
の中間電位(プリチャージ電位)から読出されたメモリ
セルデータに対応した値に変化する。
【0123】次いでブロック選択信号φBが“H”に立
上がり、ブロック選択スイッチBSが導通し、ローカル
IO線LOをグローバルIO線GIOへ接続する。これ
により、それまで中間電位にあったグローバルIO線G
IOの電位がローカルIO線LIOの電位に対応したも
のに変化する。
【0124】グローバルIO線GIOの電位が確定する
と、プリチャージ信号φIOEQが“H”から“L”へ
立下がる。これによりトランジスタN14およびN15
が非導通状態となり、ノードAおよびノードBは基準電
位Vrefのフローティング状態となる。
【0125】次いで、転送信号φDLが“H”へ所定期
間立上がり、ノードAの電位がグローバルIO線GIO
の電位に対応した電位へと変化する。転送信号φDLが
“L”に立下がり、ノードAに電荷が閉じ込められた
後、プリアンプ活性化信号φPAEおよび/φPAEが
それぞれ“H”および“L”へ移行する。それによりク
ロスカップル型アンプが活性化され、ノードAとノード
Bのうち高電位のノードの電位が“H”に、低電位のノ
ードの電位が“L”へ低下する。ノードAの電位が内部
読出データRDとして、後に説明するリードレジスタへ
伝達される。
【0126】この図12に示すプリアンプの構成におい
ては、トランジスタN13により、ノードAとグローバ
ルIO線GIOとが切離される。グローバルIO線GI
OがノードAから切離された後にクロスカップル型アン
プが動作する。クローバルIO線GIOは少なくとも2
Mビットアレイ領域にわたって延び、最大4Mビットア
レイすべての領域にわたって延びる。このためグローバ
ルIO線GIOは大きな負荷容量を有する。トランジス
タN13によりノードAとグローバルIO線GIOとを
切離すことにより、ノードAに付随する負荷容量を十分
に小さくすることができる。クロスカップル型アンプは
この小さな負荷容量のため、高速でノードAおよびノー
ドBの信号電位を差動的に増幅することができ、高速で
データの読出を行なうことができる。
【0127】この図12に示すように、ビット線対BL
PからプリアンプPAまでの信号伝達経路を1本の信号
線で行なうことにより、信号線の数を半減することがで
き、配線占有面積を低減することが可能となる。
【0128】なおグローバルIO線GIOにはプリアン
プPAのみが接続されている場合が示されているが、グ
ローバルIO線GIOには、ライトバッファWBも接続
される。この場合においても同様の動作が行なわれる。
信号の伝達経路がデータ読出時と異なるだけである。
【0129】なお図12に示す構成においてはプリアン
プPAとして電荷閉じ込め型プリアンプを示している。
図11(B)に示すプリアンプPAがこの図12に示す
プリアンプに代えて用いられてもよい。図11(B)に
示すカレントミラー型プリアンプを用いる場合、グロー
バルIO線/GIOaに代えて基準電位Vrefがトラ
ンジスタN4のゲートへ与えられる。
【0130】[グローバルIO線とデータ入出力端子と
の対応関係]上述のように、1本の列選択線CSLによ
り8つのビット線対BLPを選択し、1つのメモリマッ
トにおいて4本の列選択線CSLを選択状態とすること
により、2つのメモリマットが同時に活性化されるた
め、合計64ビットのメモリセルへ1度のアドレス指定
によりアクセスすることができる。
【0131】図14に示すように、1本の列選択線CS
Lは8対のグローバルIO線に対応する。1つのメモリ
マットMMにおいて各アレイグループAGにおいて1本
の列選択線CSLが選択される。アレイグループ1つに
ついて8対のグローバルIO線GIO0〜GIO7が配
設される。同時に2つのメモリマットMMAおよびMM
Bが選択される。したがって、合計64のグローバルI
O線対GIOがアクセス可能状態にある。この64個の
グローバルIO線対すなわち64ビットのメモリセルと
データ入出力端子DQとの対応関係については様々な方
法が考えられる。以下このデータ入出力端子DQと64
ビットのメモリセルとの対応関係について説明する。
【0132】(1) 方法1 データ入出力端子DQはDQ0ないしDQ7と8個存在
する。この方法1においては、1本の列選択線CSLに
対応する8対のグローバルIO線GIO0〜GIO7を
それぞれ8個のデータ入出力端子DQ0ないしDQ7へ
対応付ける。この対応関係を図15(A)に示す。
【0133】この図15(A)に示す対応関係の場合、
1本の列選択線CSLによりデータ入出力端子DQ0〜
DQ7へ同時にグローバルIO線を対を対応付けること
ができる。この場合、ラップ長(連続のアクセス可能な
データの数)が変わった場合に内部構成の変更を容易に
実行できる。すなわち、たとえばラップ長が8の場合に
は列選択線CSLを同時に8本選択状態とすることによ
り8つの連続データを連続的に順次列選択線へ対応付け
ることができる。ラップ長が4の場合には、列選択線を
同時に4本選択状態とすればよい。
【0134】このラップ長の変更に従って選択される列
選択線の数を変更する構成は、ラップ長設定情報とコラ
ムデコーダへ与えられる列アドレスビットを1ビット用
いて、コラムデコーダにおいて同時に選択状態となる単
位デコーダ回路の数を変更すればよい。すなわち、各ア
レイグループまたはメモリマットに対応して設けられる
コラムデコーダ部分に対しラップ長設定情報に従って1
ビットの列アドレスを活性化信号として与えれば同時に
選択される列選択線の数をラップ長に応じて変更するこ
とができる。またこの場合、プリアンプPAまたはライ
トバッファWBをクロック信号に同期して順次アレイグ
ループごとに切換えていけば連続データ書込/読出を実
現することができる。図15(B)に8ビットデータを
連続して8個アクセスする場合の列選択線CSLと入力
(または出力)データaとの対応関係を示す。図15
(B)には、ラップ長に応じて選択される列選択線の数
を変更する構成も示す。ラップ長設定信号φLAは
“H”のときラップ長8を示す。CA2は列アドレスビ
ットである。列選択線CSL0〜CSL3と列選択線C
SL4〜CSL7の2つのグループに分割される。
【0135】列アドレスビットCA0およびCA1を用
いて列選択線の2つのグループ(CSL0〜CSL3お
よびCSL4〜CSL7)から各々1本の列選択線を選
択する。ラップ長が8に設定されている場合には、さら
に列アドレスビットCA2を用いて2つの列選択線グル
ープのうちの一方を選択する。
【0136】(2) 方法2 第1番目の方法は、図16(A)に示すように、1本の
列選択線CSLを1つのデータ入出力端子DQに対応さ
せる。すなわちラップ長8の場合、グローバルIO線対
GIO0〜GIO7を、1つのデータ入出力端子に関す
る8ビットのラップデータに対応付ける。
【0137】この構成の場合、1つのアレイグループに
おいて、プリアンプPAまたはライトバッファWBがシ
ーケンシャルに活性化される。
【0138】図16(A)に示すように、1本の列選択
線を1つのデータ入出力端子DQに対応付ける場合、た
とえばライトパービット動作に容易に対応することがで
きる。ライトパービット動作においては、データ入出力
端子DQ0ないしDQ7それぞれに対し個々独立にデー
タの書込を禁止する。この場合、データ書込が禁止され
るデータ入出力端子DQに対応する列選択線CSLを非
選択状態とするという方法を利用することができる。こ
の構成を図16(B)に示す。
【0139】図16(B)においては、データ入出力端
子が8個の場合において書込禁止を行なうための構成を
示す。マスクデータレジスタMDRは、8ビットのマス
クデータWMを受けてそれぞれ格納する。コラムデコー
ダCDは、それぞれ8個のブロックに分割されており、
各ブロックから1本の列選択線を選択する。この場合、
マスクデータレジスタMDRに格納されたマスクデータ
に従って対応の列デコーダブロックを不活性状態とすれ
ば、対応の列デコーダブロックからは列選択線へは列選
択信号が伝達されない。
【0140】この構成を用いることにより、容易にライ
トパービット動作などのように所定のデータ入出力端子
DQに対しデータの書込にマスクをかけることができ
る。
【0141】マスクデータWMの取込みは、所定のたと
えばライトイネーブルおよびCASビフォーRAS(W
CBR)のタイミングにおいて各データ入出力端子DQ
に与えられたデータをマスクデータWMとして取込む構
成が用いられてもよい。
【0142】[バンク構成]SDRAMにおいてはメモ
リアレイが複数のバンクに分割される。バンクはそれぞ
れ互いに独立にプリチャージ動作および活性化動作(ワ
ード線の選択、センスアンプの活性化など)を実行する
ことが必要とされる。図6に示す配置においては、4つ
のメモリマットMM1ないしMM4が2つのバンク#1
および#2に分割される。バンク#1はメモリマットM
M1およびMM2からなり、バンク#2は、メモリマッ
トMM3およびMM4から構成される。
【0143】この構成においては、ロウデコーダおよび
コラムデコーダがそれぞれのメモリマットに対応して設
けられておりかつ内部データ伝達線も各メモリマット個
々に独立しているためにバンクの条件を満足している。
【0144】さらに図6に示す構成においては、プリア
ンプPAおよびライトバッファWBを含む入出力回路P
Wも各メモリマットに対して設けられているため、バン
ク#1とバンク#2が交互にアクセスされるようなイン
ターリーブ動作をも実現することができる。
【0145】[バンク数の切換]標準DRAMにおいて
は、同一のチップで構成されたDRAMを、ワイヤボン
ディングにより×8構成と×4構成とに変更することが
よく行なわれる。この場合、通常、内部回路は×8構成
で動作するよう構成されており、特定のパッドを電源電
位Vccまたは接地電位Vssに接続することにより内
部構成が×4構成に変更される。この場合、8ビットの
内部データ伝達バスのうち特定のパッドのワイヤボンデ
ィングによる電位設定により4ビットのデータバスのみ
が選択的にデータ入出力端子へ接続される構成が用いら
れてもよい。一般には、×4構成に変換された場合メモ
リアレイの活性化も×4構成に対応するように変換され
る。
【0146】データ入出力が8ビット単位で行なわれる
×8構成のSDRAMの場合には、8(DQ)×8(ラ
ップ長)×2(バンク)=128ビット分のグローバル
IO線対などが必要とされる。1RASサイクルで64
ビットのメモリセルが同時に選択されるためである。し
かしながら、×4構成の場合には、4(DQ)×8(ラ
ップ長)×2(バンク)=64ビットのメモリセルが同
時に選択されることが必要とされるだけである。SDR
AMにはすでに×8構成のために1つのバンクにおいて
64ビットのメモリセルが同時に選択される構成が準備
されている。したがって、×4構成に設定された場合に
は、SDRAM内部のバンクの数を4にすることが可能
となる。この場合、バンクの分け方としては、種々の方
法が考えられる。図6に示す配置においてメモリマット
MM1、MM2、MM3、およびMM4がそれぞれ1つ
のバンクに対応付けられてもよい。
【0147】図17はこの×8構成と×4構成とでバン
ク数を切換えるための制御系の構成を示す図である。図
17において、パッドPDが電源電位Vccまたは接地
電位Vssに接続される。パッド電位検出回路100
は、このパッドPDの電位を検出し、“H”の信号また
は“L”の信号を出力する。バンク選択回路102は、
このパッド電位検出回路100からの信号電位に応答し
て、2ビットデコード動作または1ビットデコード動作
を行なってバンク選択信号を発生する。バンク選択回路
102へは、たとえば2ビットのアドレス信号ビットA
11およびA10が与えられる。パッド電位検出回路1
00の出力信号が×4構成を示している場合には、バン
ク選択回路102は、この2ビットの信号A11および
A10をデコードして4ビットのバンク選択信号BA0
〜BA3のうちのいずれかを選択状態とする。
【0148】一方、パッド電位検出回路100の出力信
号が×8構成を示している場合には、パンク選択回路1
02は、アドレス信号ビットA11に従って2ビットの
バンク選択信号B0およびB1を発生する。バンク選択
回路102の出力はアレイ活性化制御系(図6に示す周
辺回路に含まれる)へ与えられる。
【0149】チップ製造時においては、バンクは4個準
備され、各バンクに対応してバンク選択信号BA0ない
しBA3が発生される。パッドPDが電源電位Vccま
たはVss(接地電位)に設定された場合に、パッド電
位検出回路100の出力は×4構成または×8構成を示
す信号電位に固定される。バンク選択回路102は、こ
のパッド電位検出回路100の出力により1ビットのア
ドレス信号A10の有効化/無効化を実行する。
【0150】バンク選択回路102は、パッド電位検出
回路100が×4構成を示している場合にはアドレス信
号ビットA10を有効とし、2ビットのデコード動作を
実行する。パッド電位検出回路100が×8構成を示し
ている場合には、バンク選択回路102は、このアドレ
ス信号ビットA10を無効化し、“H”または“L”の
電位に固定する。この場合、バンク選択回路102へは
等価的に(A11、X)の信号の組が与えられる。ただ
し、Xは任意の信号レベルを示す。この場合、アドレス
信号ビットA11に応じてバンク選択動作が行なわれる
ことになり、バンク選択信号B0またはB1のいずれか
が選択状態とされる。
【0151】このバンク選択信号BA0、BA1、BA
2、およびBA3をそれぞれメモリマットMM1、MM
2、MM3、およびMM4のそれぞれの関連の回路を活
性化するための制御信号として利用し、アドレスビット
A10およびA11の値に従って1つのメモリアレイを
活性化する。
【0152】データ入出力系の切換においては、図16
に示すように列選択線とデータ入出力端子とが1対1に
対応する場合には、このパッド電位検出回路100の出
力電位により、上位ビット側のデータバスが下位ビット
側のデータバスへ切換えられる(ただし、×4構成の場
合にデータ入出力端子DQ0〜DQ3が用いられる場
合)図15に示す列選択線とデータ入出力端子との対応
関係では、1つの列選択線へ2つのラップデータ(個々
のラップデータは4ビット)が与えられるようにこのパ
ッド電位検出回路100の出力によりプリアンプPAの
出力経路およびライトバッファWBの入力経路が切換え
られ、この4ビットのプリアンプPAおよびライトバッ
ファWBが順次活性化される。これにより4ビットのラ
ップデータが8個連続して与えられても容易に対応する
ことができる。
【0153】上述の構成ではバンクを各メモリマットに
対応付けている。このSDRAMにおいては、図7に示
すようにアレイグループ単位で列選択線が選択されてい
る。したがって、別のバンクの構成も可能である。
【0154】図18にメモリアレイのバンク構成の他の
構成を示す。図18においては、1つのメモリマットM
Mが2つのバンクに分割される。すなわち1つのメモリ
マットMMが4つの1Mビットのアレイに分割される。
4個のメモリマットMM1ないしMM4において、図の
垂直方向に配設される1Mビットのアレイ領域が1つの
バンクを構成する。このようなバンク構成にメモリアレ
イを分割することも可能である。この場合でも、プリア
ンプPAおよびライトバッファWBおよびグローバルI
O線は各バンクごとに独立に動作させることができ、か
つ列選択動作も独立に実行することができる。この場
合、2バンク構成となるときにはバンク#0とバンク#
3とが1つのバンクを構成し、バンク#1とバンク#2
とが1つのバンクを構成する。
【0155】同様の考え方を利用すると、×8構成にお
いてラップ長が4に設定された場合にもグローバルIO
線などが64ビット分不必要となる。この場合にもバン
クの数を4に設定することが可能である。この構成は、
図17において、パッド電位検出回路100をラップ長
設定回路で置き換えればよい。この場合においても、ラ
ップ長が8の場合と4の場合とワイヤボンディングで切
換える場合、このパッド電位検出回路100そのものを
ラップ長設定回路として利用することができる。パッド
電位検出回路100が省略され、パッドPDが直接バン
ク選択回路102へ接続される構成が用いられてもよ
い。
【0156】[SDRAMの機能的構成]図1はこの発
明に従うSDRAMの主要部の構成を機能的に示すブロ
ック図である。図1においては、×8ビット構成のSD
RAMの1ビットに関連する機能的構成の部分が示され
る。
【0157】データ入出力端子DQiに関連するアレイ
部分は、バンク#1を構成するメモリアレイ1aと、バ
ンク#2を構成するメモリアレイ1bを含む。
【0158】バンク#1のメモリアレイ1aに対して
は、アドレス信号X0〜Xjをデコードしてメモリアレ
イ1aの対応の行を選択するロウデコーダを構成するX
デコーダ群2aと、列アドレス信号Y3〜Ykをデコー
ドしてメモリアレイ1aの対応の列を選択する列選択信
号を発生するコラムデコーダを構成するYデコーダ群4
aと、メモリアレイ1aの選択された行に接続されるメ
モリセルのデータを検知し増幅するセンスアンプ群6a
を含む。
【0159】Xデコーダ群2aは、メモリアレイの各ワ
ード線に対応して設けられるXデコーダを含む。アドレ
ス信号X0〜Xjに従って、対応のXデコーダが選択状
態となり、対応のワード線を選択状態とする。Yデコー
ダ群4aは、列選択線それぞれに対して設けられるYデ
コーダを含む。一本の列選択線CSLは8対のビット線
を選択状態とする。Xデコーダ群2aおよびYデコーダ
群4aにより、メモリアレイ1aにおいて8ビットのメ
モリセルが同時に選択状態とされる。Xデコーダ群2a
およびYデコーダ群4aはそれぞれバンク指定信号B1
により活性化される。
【0160】バンク#1に対してさらに、センスアンプ
群6aにより検知増幅されたデータを伝達するとともに
書込データをメモリアレイ1aの選択されたメモリセル
へ伝達するための内部データ伝達線(グローバルIO
線)のバスGIOが設けられる。このグローバルIO線
バスGIOは8対のグローバルIO線を含む。
【0161】データ読出のために、このグローバルIO
線バスGIO上のデータをプリアンプ活性化信号φPA
1に応答して活性化されて増幅するプリアンプ群8a
と、プリアンプ群8aで増幅されたデータを格納するた
めのリード用レジスタ10aと、リード用レジスタ10
aに格納されたデータを順次出力するための出力バッフ
ァ12aが設けられる。プリアンプ群8a、リード用レ
ジスタ10aおよび出力バッファ12aは、この8ビッ
トのグローバルIO線対に対応してそれぞれ8ビット幅
の構成を備える。リード用レジスタ10aはレジスタ活
性化信号φRr1に応答してプリアンプ群8aの出力デ
ータをラッチし、順次出力する。出力バッファ12aは
出力イネーブル信号φOE1に応答して、リード用レジ
スタ10aに格納された8ビットのデータを順次データ
入出力端子DQiへ伝達する。データ入出力端子DQi
を介しては、データ入力およびデータ出力が共通に行な
われる。
【0162】データの書込を行なうために、入力バッフ
ァ活性化信号φDB1に応答して活性化され、データ入
出力端子DQiに与えられた入力データから書込データ
を生成する1ビット幅の入力バッファ18aと、レジス
タ活性化信号φRw1に応答して活性化され、入力バッ
ファ18aからの書込データを順次格納するライト用レ
ジスタ16aと、書込バッファ活性化信号φWB1に応
答して活性化され、ライト用レジスタ16aに格納され
たデータを増幅してグローバルIO線対GIOへ伝達す
るライトバッファ群14aを含む。ライトバッファ群1
4aおよびライト用レジスタ16aはそれぞれ8ビット
幅を有する。
【0163】バンク#2も同様にXデコーダ群2b、Y
デコーダ群4b、センスアンプ活性化信号φSA2に応
答して活性化されるセンスアンプ群6b、プリアンプ活
性化信号φPA2に応答して活性化されるプリアンプ群
8b、レジスタ活性化信号φRr2に応答して活性化さ
れるリード用レジスタ10b、出力イネーブル信号φO
E2に応答して活性化される出力バッファ12b、バッ
ファ活性化信号φWB2に応答して活性化されるライト
バッファ群14b、レジスタ活性化信号φRw2に応答
して活性化されるライト用レジスタ16b、バッファ活
性化信号φDB2に応答て活性化される入力バッファ1
8bを含む。
【0164】バンク#1に対する構成とバンク#2に対
する構成は同一である。リード用レジスタ10a、10
bおよびライト用レジスタ16aおよび16bは、それ
ぞれ連続アクセスするためのラップデータを格納するた
めのレジスタである。
【0165】バンク#1および#2に対する各制御信号
は、バンク指定信号B1およびB2に応答していずれか
の一方バンクに対する制御信号のみが発生される。
【0166】図6のチップ配置との対応において、リー
ド用レジスタ10a、10b、ライト用レジスタ16
a、16b、入力バッファ18a、18b、出力バッフ
ァ12a、12bは周辺回路PHに配置される。プリア
ンプ群8a、8b、およびライトバッファ群14aおよ
び14bは入出力回路PW内に配置される。
【0167】この機能ブロック200が、各データ入出
力端子に対して設けられる×8ビット構成の場合機能ブ
ロック200が8個設けられる。
【0168】上述のように、バンク#1およびバンク#
2に対してほぼ同一構成とし、それぞれの動作をバンク
指定信号B1およびB2により一方のみを活性化するこ
とにより、バンク#1および#2は互いにほぼ完全に独
立して動作することが可能となる。また、データ読出用
のレジスタ10aおよび10bとデータ書込用のレジス
タ16aおよび16bとを別々にかつ各バンク#1およ
び#2に対して設けることにより、データの読出および
書込切換時およびバンク切換時においてデータが衝突す
ることがなく、正確なデータの読出および書込を実行す
ることができる。
【0169】バンク#1およびバンク#2それぞれ独立
にメモリアレイを活性化するための制御系として、外部
から与えられる制御信号、すなわち、外部ロウアドレス
ストローブ信号ext./RAS、外部コラムアドレス
ストローブ信号ext./CAS、外部出力イネーブル
信号ext./OE、外部書込イネーブル信号(書込許
可信号)ext./WEおよびマスク指示信号WMをた
とえばシステムクロックである外部クロック信号CLK
に同期して取込み内部制御信号φxa、φya、φW、
φO、φR、φCを発生する第1の制御信号発生回路2
0と、バンク指定信号B1およびB2と、内部制御信号
φW、φO、φR、およびφCとクロック信号CLKに
応答してバンク#1および#2それぞれ独立に駆動する
ための制御信号、すなわちセンスアンプ活性化信号φS
A1、φSA2、プリアンプ活性化信号φPA1、φP
A2、ライトバッファ活性化信号φWB1、φWB2、
入力バッファ活性化信号φDB1、φDB2、および出
力バッファ活性化信号φOE1 、φOE2を発生する第
2の制御信号発生回路22を含む。
【0170】内部制御信号φWは外部書込許可信号ex
t./WEに同期して発生される内部書込許可信号であ
る。内部制御信号φOは外部読出許可(読出イネーブ
ル)信号ext./OEに同期して発生される内部読出
許可信号である。内部制御信号φRは、外部ロウアドレ
スストローブ信号ext./RASに同期して発生され
る内部ロウアドレスストローブ信号(内部RAS信号)
である。内部制御信号φCは、外部コラムアドレススト
ローブ信号ext./CASに同期して発生される内部
コラムアドレスストローブ信号(内部CAS信号)であ
る。内部制御信号φxa、およびφyaは、それぞれ外
部制御信号ext./RASおよびext./CASに
同期して発生される内部アドレスバッファ活性化信号で
ある。
【0171】第2の制御信号発生回路22は、バンク指
定信号B1およびB2に従って、この指定されたバンク
に対応する制御信号のみを活性状態とする。第2の制御
信号発生回路22が発生する制御信号のタイミングはク
ロック信号CLKにより制御される。たとえば読出許可
信号φOE1またはφOE2は、外部ロウアドレススト
ローブ信号ext./RAS(または内部ロウアドレス
ストローブ信号φR)が活性状態となってからクロック
信号CLKを6カウントした後に発生される。また、ラ
イトバッファ活性化信号φWB1またはφWB2は、書
込データが8個与えられた後のクロック信号に応答して
発生される。すなわち、外部書込許可信号ext./W
Eが活性状態となってからクロックがCLKが8個カウ
ントされた後にメモリアレイの選択されたメモリセルへ
の書込データの伝達が行なわれる。これはラップ長8を
想定しており、通常動作モードにおいては常時、ラップ
長8を想定してSDRAMは動作する。
【0172】SDRAMはさらに、周辺回路として、内
部制御信号φxaに応答して、外部アドレス信号ex
t.A0ないしext.Aiを取込み内部アドレス信号
X0〜Xjと、バンク選択信号B1およびB2を発生す
るXアドレスバッファ24と、内部制御信号φyaに応
答して活性化され、列選択線を指定するための列アドレ
スY3〜YKと、連続アクセス時における最初のビット
線対(列)を指定するラップアドレス用ビットY0〜Y
2を発生するYアドレスバッファ26と、クロック信号
CLKに応答して、このラップアドレス用ビットY0〜
Y2をデコードしてラップアドレスWY0〜WY7、リ
ード用レジスタ10a、10bを制御するためのレジス
タ駆動用信号φRr1およびφRr2、およびライト用
レジスタ16aおよび16bを駆動するための制御信号
φRw1およびφRw2を発生するレジスタ制御回路2
8を含む。レジスタ制御回路28へは、またバンク指定
信号B1およびB2が与えられ、選択されたバンクに対
してのみレジスタ駆動用信号が発生される構成が用いら
れてもよい。次に具体的な内部動作について説明する。
【0173】[連続ライトマスク機能]SDRAMにお
いては、通常動作モード時においては1つのデータ入出
力端子に8ビットのデータが連続して書込まれる。たと
えば、一連のデータ列において偶数番目のバイトデータ
のみを書換えたい場合、奇数番目のデータに対してはマ
スクをかければ、所望の偶数番目のデータのみが書換え
られる。この連続アクセス動作時において所望のバイト
データに対してマスクをかける構成について以下に説明
する。
【0174】図19は、連続アドレス時におけるマスク
をかける動作を示すタイミング図である。図19におい
て、各制御信号はすべて外部制御信号であるが、この外
部制御信号であることを示す符号“ext.”は省略す
る。データ書込動作時においては、まず外部ロウアドレ
スストローブ信号/RASを“L”に立下げる。これに
より外部アドレスADDが行アドレス信号Xaとして取
込まれ、内部行アドレス信号が発生される。これに従っ
てバンクの選択および選択されたバンクにおけるメモリ
アレイの活性化(ワード線の選択およびセンスアンプの
駆動)が行なわれる。
【0175】次いで外部コラムアドレスストローブ信号
/CASおよび外部書込許可信号/WEを“L”に立下
げる。ここで、通常、仕様として、外部ロウアドレスス
トローブ信号/RASが立下がってから外部コラムアド
レスストローブ信号/CASを立下げるまでに必要とさ
れる時間すなわちRAS−CAS遅延時間tRCDは2
クロックサイクル必要とされる。
【0176】書込許可信号/WEが“L”へ立下がるこ
とにより、選択されたバンクにおける入力バッファが活
性化され、ライト用レジスタへデータが書込まれる。こ
のライト用レジスタへのデータの書込位置は、外部コラ
ムアドレスストローブ信号/CASが立下がったときに
取込まれた外部アドレス信号ADDにより発生される内
部列アドレス信号Ybの下位3ビットY0〜Y2により
指定される。次いでクロック信号の立上がりエッジで入
力バッファを介してデータが順次ライト用レジスタへ書
込まれる。これにより連続して8バイトのデータb0〜
b7が書込まれる。8バイトのデータb0〜b7が書込
まれた後、すでに選択されている64ビットのメモリセ
ルへ同時にこの8バイトのデータが書込まれる。この選
択されたメモリセルへの書込データの伝達は、書込許可
信号/WEが“L”に立下がってからクロック信号CL
Kを8カウントした後の次のクロック信号CLKの立上
がりに応答して行なわれる。
【0177】この連続ライト動作時において所望のバイ
トデータにマスクをかけるマスクトライト動作時におい
ては、マスクをかけたいデータに対応して外部からのマ
スク指示信号WMを“H”に立上げる。図19において
は2番目のバイトデータd1および5番目のバイトデー
タd4に対しマスクをかける場合が示される。この場
合、64ビットのメモリセルが同時に選択されてはいる
ものの、その対応のメモリセルへは書込データは伝達さ
れない。この場合、マスクされたデータに対応するメモ
リセルへは再書込動作を実行しているだけである。次に
この連続ライト動作時におけるマスクをかけるための構
成について説明する。
【0178】図20は、連続ライト動作時におけるマス
クトライト機能を実現するための回路構成を示す図であ
る。図20(A)にライト用レジスタ16と入力バッフ
ァ18とを示す。入力バッファ18は、データ入出力端
子DQiに与えられた入力データを取込み書込データを
生成する。入力バッファ18は、入力バッファ活性化信
号φDBに応答して活性化される。この入力バッファ活
性化信号φDBは、図1に示す第2の制御信号発生回路
22から、内部書込信号φWに応答して発生される。入
力バッファ18の出力は8ビットの単位レジスタを有す
るライト用レジスタ16へ与えられる。ライト用レジス
タ16は、ラップアドレスwy0〜wy7のうち活性化
されているラップアドレスに対応する単位レジスタにこ
の入力バッファ18からの書込データをラッチする。ラ
イト用レジスタ16は、ライトレジスタ活性化信号φR
wに応答して活性化され、同時に書込データWD0〜W
D7を発生する。ラップアドレスwy0〜wy7はいず
れか1つのみが活性状態とされる。各クロックサイクル
ごとにこの活性化されたラップアドレスが順次シフトす
る。
【0179】図20(B)はマスクデータを生成するた
めの構成を示す図である。図20(B)において、マス
クデータ発生系は、入力バッファ活性化信号φDBに応
答して活性化されライトマスク指示信号WMを取込んで
ライトマスクデータを発生するライトマスクデータ発生
回路160と、このライトマスクデータ発生回路160
からのライトマスクデータを取込むライトマスクレジス
タ162を含む。ライトマスクレジスタ162は、8ビ
ットの単位レジスタを含む。ライトマスクレジスタ16
2では、ライト動作が始まる前はセット信号により各単
位レジスタはセット状態とされ、保持データは“1”に
設定される。単位レジスタの保持するデータが“1”の
場合には書込が禁止され、保持データが“0”の場合に
は書込が実行される。
【0180】ライトマスクレジスタ162は、このライ
トマスクデータ発生回路160からのライトマスクデー
タを、ラップアドレスwy0〜wy7に従って順次単位
レジスタに格納する。ライトマスクレジスタ162の保
持データはライトマスクレジスタ活性化信号φWMに応
答して同時にマスクデータMD0〜MD7として出力さ
れる。このライトマスクレジスタ活性化信号φWMは、
ライト用レジスタ活性化信号φRwとほぼ同じタイミン
グで発生される。このライトマスクレジスタ162の保
持するマスクデータMD0〜MD7は後に説明するよう
にライト用バッファへ伝達され、対応のライト用バッフ
ァの出力を制御する。
【0181】図20(c)はラップアドレスを発生する
ための構成を示す図である。図20(c)において、ラ
ップアドレス発生系は、3ビットの内部列アドレスY0
〜Y2をデコードするラップアドレスデコーダ166
と、ラップアドレスデコーダ166の出力をラッチし、
かつクロック信号CLKに応答して順次シフトするラッ
プアドレスレジスタ164を含む。ラップアドレスデコ
ーダ166は3ビットの列アドレスY0〜Y2をデコー
ドし、その出力y0〜y7のうちの1つのみを選択状態
とする。
【0182】ラップアドレスレジスタ164は、8段の
シフトレジスタ構成を備え、このラップアドレスデコー
ダ166の出力y0〜y7を単位シフトレジスタにラッ
チし、クロック信号CLKに従って順次シフトする。こ
のラップアドレスレジスタ164の各単位シフトレジス
タから最初にデータが書込まれるメモリセル位置を示す
ラップアドレスwy0〜wy7が発生される。ラップア
ドレスレジスタ164は、図1に示す構成においてレジ
スタ制御回路28に含まれる。ライトマスクレジスタ1
62は、図1の構成において、第1の制御信号発生回路
20に含まれてもよく、第2の制御信号発生回路22に
含まれてもよい。次にこの図20に示すマスクトライト
機能を実現する回路の動作についてその動作タイミング
図である図21を参照して説明する。今、図19に示す
ように、2番目の入力データd1および5番目の入力デ
ータd4に対しマスクをかける場合を考える。
【0183】ラップアドレスデコーダ166は、3ビッ
トの内部列アドレスY0〜Y2をデコードしてラップア
ドレスy0〜y7を発生する。今、3ビットの列アドレ
スY0〜Y2が(Y0,Y1,Y2)=(0,1,0)
であれば、最初に、ラップアドレスデコーダ166から
の出力y2のみが選択状態とされる。この出力信号y2
がラップアドレスレジスタ164に取込まれる。ラップ
アドレスレジスタ164のラップアドレスwy2が選択
状態とされる。以降、クロック信号CLKがトグルされ
るごとにラップアドレスレジスタ164の出力するラッ
プアドレスは順次wy3→wy4→wy5→wy6→w
y7→wy0→wy1と活性化される。
【0184】外部からのマスクビット指示信号WMは、
入力データd1とd4に対応して発生される。ライトマ
スクレジスタ162においては、書込許可信号/WEに
応答して各単位レジスタの保持データは“1”に設定さ
れる。ライトマスクレジスタ162の各単位レジスタ
は、ラップアドレスwyに従って、ライトマスクデータ
発生回路160からのライトマスクデータWMを格納す
る。したがって、ライトマスクレジスタ162において
は、マスクデータMD3およびMD6が活性状態の
“1”となり、残りのマスクデータMD2、MD4、M
D5、MD7、MD0およびMD1は書込状態を示すデ
ータ“0”を格納する。
【0185】ライト用レジスタ16は、入力バッファ1
8から与えられたデータをラップアドレスwy0〜wy
7に従って格納する。8ビットのデータが書込まれた
後、クロック信号CLKの立上がりに応答してライトレ
ジスタ活性化信号φRwおよびライトマスクレジスタ活
性化信号φWMが活性化され、それぞれのレジスタに格
納されているデータが並列にライトバッファへ伝達され
る。ライトバッファは、後に詳細に説明するように、こ
のマスクデータMD0〜MD7に従って書込データWD
0〜WD7を対応のグローバルIO線対GIOへ伝達す
る。次に、各レジスタの具体的構成について説明する。
【0186】図22は、図20に示すライト用レジスタ
16の単位レジスタの構成を示す図である。図22にお
いて、単位ライトレジスタは、入力バッファ18からの
書込データDをラップアドレスwyiに応答して通過さ
せるnチャネルMOSトランジスタ216と、トランジ
スタ216を介して伝達された書込データをラッチする
ためのインバータラッチ回路を構成するインバータ回路
217および218と、このインバータラッチ回路(イ
ンバータ回路217および218)の出力を反転するイ
ンバータ回路219と、インバータ回路219の出力
を、レジスタ活性化信号φRwに応答して出力するnチ
ャネルMOSトランジスタ220を含む。インバータ回
路217の出力はインバータ回路218の入力に結合さ
れ、インバータ回路218の出力がインバータ回路21
7の入力に結合される。
【0187】動作時においては、この単位レジスタは、
ラップアドレスwyiが活性状態(“H”)となったと
きに入力バッファ18からの書込データDを取込んでイ
ンバータラッチ回路でラッチする。活性化信号φRwが
活性されるとトランジスタ220が導通して内部書込デ
ータWDiが生成される。この図22に示す構成におい
て、トランジスタ220はインバータ回路219の入力
とインバータラッチ回路(インバータ回路217および
218)の出力との間に設けられてもよい。またインバ
ータラッチ回路の入力部(インバータ回路217の入力
部)は通常時は所定の電位にプリチャージされる構成が
用いられてもよい。
【0188】図23は、図20に示すライトマスクレジ
スタの単位レジスタの構成を示す図である。図23にお
いて単位マスクレジスタは、ラップアドレスwyiに応
答してライトマスクデータ発生回路160から発生され
たマスクデータMを通過させるnチャネルMOSトラン
ジスタ222と、トランジスタ222を介して与えられ
たマスクデータをラッチするためのインバータラッチ回
路を構成するインバータ回路226および228と、ラ
イトマスクレジスタ活性化信号φWMに応答して、この
インバータラッチ回路の出力(インバータ回路226の
出力)を通過させてマスクデータMDiを生成するnチ
ャネルMOSトランジスタ230と、セット信号に応答
してインバータラッチ回路の入力部(インバータ回路2
26の入力)を接地電位へ設定するnチャネルMOSト
ランジスタ224を含む。セット信号は、ロウアドレス
ストローブ信号/RASに応答して発生されてもよい。
ライトマスクデータMが発生される前にセット信号によ
りこのインバータラッチ回路の入力部が接地電位に設定
されていればよい。
【0189】動作時において、まずセット信号によりイ
ンバータ回路226の入力部の電位が接地電位に設定さ
れる。これにより単位ライトマスクレジスタにデータ
“1”が初期設定される。次いで、ラップアドレスwy
iに従ってトランジスタ222が導通し、ライトマスク
データ発生回路160からのマスクデータMがインバー
タ回路226の入力部へ与える。トランジスタ224は
すでにオフ状態となっている。これにより、マスクデー
タMがインバータ回路226および228によりラッチ
される。ライトマスクレジスタ活性化信号φWMが活性
化されるとトランジスタ230がオン状態となり、イン
バータ回路226の出力を通過させてライトマスク指示
信号MDiを発生する。
【0190】図24は図20に示すラップアドレスレジ
スタ164の単位レジスタの構成を示す図である。図2
4において、単位ラップアドレスレジスタは、大きな駆
動能力を有するインバータ回路232と比較的小さな駆
動能力を有するインバータ回路234と、クロック信号
CLKに応答して、インバータ回路232の出力を伝達
するnチャネルMOSトランジスタ238と、トランジ
スタ238を介して伝達される信号を反転する比較的大
きな駆動能力を有するインバータ回路240と、インバ
ータ回路240の出力を反転する比較的小さな駆動能力
を有するインバータ回路242を含む。
【0191】インバータ回路232の出力はトランジス
タ238へ与えられるとともに、インバータ回路234
の入力へ与えられる。インバータ回路234の出力はイ
ンバータ回路232の入力へ与えられる。単位ラップア
ドレスレジスタはさらに、セット信号に応答してラップ
アドレスデコーダ166から発生される選択信号yiを
取込むためのnチャネルMOSトランジスタ236を含
む。このトランジスタ236の出力はインバータ回路2
32の入力およびインバータ回路234の出力へ与えら
れる。このインバータ回路234の出力からラップアド
レスwyiが発生される。
【0192】トランジスタ236のゲートへ与えられる
セット信号は、ラップアドレスデコーダ166を活性化
するための制御信号に応答して所定の期間発生されるワ
ンショットのパルス信号が利用されてもよい。またコラ
ムアドレスストローブ信号/CASの活性化に応答して
クロック信号CLKの立上がりエッジで発生されるワン
ショットパルスが用いられてもよい。次に動作について
説明する。
【0193】セット信号が活性化されることにより、ト
ランジスタ236がオン状態となり、ラップアドレスデ
コーダ166の出力yiを取込みラッチする。この取込
まれた信号yiはラップアドレスwyiとして出力され
る。このセット信号の発生時においては、クロック信号
CLKが“H”、相補クロック信号/CLKが“L”で
ある。インバータ回路232の出力は、トランジスタ2
38を介してインバータ回路240へ与えられ、インバ
ータ回路240および242によりラッチされる。
【0194】次いでクロック信号CLKが“L”に立下
がり、相補クロック信号/CLKが“H”に立下がる
と、このインバータ回路の出力が隣接する単位ラップア
ドレスレジスタへ伝達され、隣接するラップアドレスが
活性状態となる。インバータ回路240は比較的大きな
駆動力を有しており、隣接する単位ラップアドレスレジ
スタの入力部に設けられているインバータラッチ回路の
ラッチ状態をその出力状態に合わせて修正する。これに
より、クロック信号CLKに従って順次ラップアドレス
が活性状態とされる。
【0195】上述のラップアドレス発生系においては、
最初に設定されたラップアドレスwyを初期アドレスと
して隣接する列を順次選択しており、ラップアドレスの
発生方法は一意的である。このラップアドレスの発生順
序をプログラムする構成を以下に示す。
【0196】図25はラップアドレスプログラム回路の
構成を示す図である。図25において、ラップアドレス
プログラム回路は、クロック信号CLKの立上がりエッ
ジで、外部書込許可信号/WEおよび外部コラムアドレ
スストローブ信号/CASおよび外部ロウアドレススト
ローブ信号/RASがすべて“L”にあるWCBRモー
ドを検出するWCBR検出回路50と、このWCBR検
出回路50からのWCBR検出信号に応答して、ラップ
アドレスの進みかたを設定するラップアドレス進行設定
回路52と、このラップアドレス進行設定回路52の出
力に従ってラップアドレスを順次発生するラップアドレ
ス発生回路54を含む。
【0197】ラップアドレス進行設定回路52は、クロ
ック信号CLKの立上がりエッジで外部アドレス信号A
0〜A2およびA6をラッチするラッチ回路521と、
WCBR検出回路50からのWCBR検出信号に応答し
て活性化され、ラッチ回路521でラッチされた4ビッ
トのアドレス信号に従ってラップアドレス進行のシーケ
ンスを設定するシーケンス設定回路524を含む。シー
ケンス設定回路524は、ラップアドレスをシーケンシ
ャルに変更するシーケンシャルラップアドレスのシーケ
ンスと、ラップアドレスを初期ラップアドレスからイン
ターリーブ態様で変化させるインタリーブラップアドレ
スシーケンスのいずれかに設定する。
【0198】ラップアドレス発生回路54は、このシー
ケンス設定回路524からのシーケンス情報に従って、
ラップアドレスwy0〜wy7のうちの1つを選択状態
とする。
【0199】ラップアドレスのシーケンスの設定を図2
6に示す。図26において、ラップアドレスのシーケン
スはラップ長が8の場合が示される。この場合3ビット
の入力アドレスA0〜A2に従ってラップアドレスの発
生順序が決定される。初期ラップアドレスはこの3ビッ
トのアドレスA0〜A2により指定されるとともに、以
降のラップアドレス発生順序も決定される。ラップアド
レスがシーケンシャルに発生されるかインターリーブ態
様で発生されるかはアドレスビットA6により設定され
る。シーケンシャルな順序でラップアドレスを発生する
場合、前述の図20(C)に示すシフトレジスタ構成の
ラッチアドレスレジスタを利用することができる。イン
ターリーブ態様で発生する場合、シーケンス設定回路5
24はこのラッチ回路521からの3ビットのアドレス
信号A0〜A2をデコードし、所望の順序でラップアド
レスが発生されるようにそのシーケンスを設定する。ラ
ップアドレス発生回路54は、このシーケンス設定回路
524により設定されシーケンスに従ってラップアドレ
スwy0〜wy7を発生する。
【0200】このラップアドレスのシーケンスがWCB
R条件により設定された場合、以後のクロックサイクル
では図20に示すラップアドレスデコーダからのラップ
アドレスは無視する必要がある。この場合、WCBR検
出回路50の出力によりラップアドレス発生回路54の
出力とラップアドレスレジスタ164の出力の一方が選
択される構成が利用されてもよい。またWCBR検出回
路50はWCBR条件を検出した場合図20(C)に示
すラップアドレスデコーダの動作を禁止する構成が用い
られてもよい。また、さらに、WCBR条件によりシー
ケンスのみが設定され、以後のアクセスサイクルでは、
そのときのラップアドレスにより先頭ラップアドレスが
指定される構成が用いられてもよい。
【0201】インタリーブ態様でラップアドレスを発生
する構成はランダムロジックなどを用いて容易に実現す
ることができる。
【0202】[ライトバッファ]図27はライトバッフ
ァの構成を示す図である。図1に示すライトバッファ群
14はこの図27に示すライトバッファを8個備える。
図27を参照して、ライトバッファは、ライトレジスタ
16からの書込データWDiを受けるインバータ回路
と、ライトバッファ活性化信号/φWBと、ライトマス
クレジスタ162からのマスクデータMDiとを受ける
2入力NOR回路61と、NOR回路61の出力を受け
るインバータ回路62を含む。ライトバッファ制御信号
/φWBは“L”となったとき活性状態となり、データ
書込を指示する。
【0203】ライトバッファは、さらに、電源電位Vc
cと接地電位Vssとの間に縦列接続されるpチャネル
MOSトランジスタ63、64と、nチャネルMOSト
ランジスタ65と66を含む。トランジスタ63および
66のゲートへはインバータ回路60の出力が与えられ
る。トランジスタ64のゲートへはインバータ回路62
の出力が与えられる。トランジスタ65のゲートへはN
OR回路61の出力が与えられる。
【0204】ライトバッファはさらに、電源電位Vcc
と接地電位Vssとの間に縦列接続されるpチャネルM
OSトランジスタ67および68と、nチャネルMOS
トランジスタ69および70を含む。トランジスタ67
および70のゲートへ書込データWDiが与えられ、ト
ランジスタ68のゲートへインバータ回路62の出力が
与えられ、トランジスタ69のゲートへNOR回路61
の出力が与えられる。トランジスタ64とトランジスタ
65の接続点がグローバルIO線対GIOの一方のグロ
ーバルIO線GIOiへ接続され、トランジスタ68お
よび69の接続点が他方グローバルIO線/GIOiに
接続される。次に動作について説明する。
【0205】(i) マスクデータMDiが“1”
(“H”)にあり、書込データに対するマスクを指示し
ている場合を考える。この場合、NOR回路61の出力
が“L”となり、インバータ回路62の出力が“H”と
なる。これにより、トランジスタ64、65、68およ
び69がオフ状態となり、グローバルIO線GIOiお
よび/GIOiはそのときの電位保持状態となり、書込
データの伝達は行なわれない。
【0206】(ii)マスクデータMDiが“0”のと
き この場合は書込データWDiに従ってデータの書込が行
なわれる。すなわちNOR回路61の出力がライトバッ
ファ活性化信号/φWBの立下がりに応答して“H”と
なり、インバータ回路62の出力が“L”となる。それ
によりトランジスタ64、65、68、および69が導
通状態となる。書込データWDiが“1”であり“H”
の場合、トランジスタ63がオン状態となりトランジス
タ66がオフ状態となる。また同時にトランジスタ67
がオフ状態、トランジスタ70がオン状態となる。これ
によりグローバルIO線対GIOiはトランジスタ63
および64を介して電源電位Vccレベルに充電され、
一方、グローバルIO線/GIOiはトランジスタ69
および70を介して接地電位Vssに放電される。
【0207】書込データWDiが“0”を示す“L”レ
ベルの場合には、インバータ回路60の出力が“H”と
なる。この場合は、トランジスタ63がオフ状態、トラ
ンジスタ66がオン状態、トランジスタ67がオン状
態、トランジスタ70がオフ状態となる。それによりグ
ローバルIO線GIOiがトランジスタ65および66
を介して放電されて接地電位Vssレベルの“L”レベ
ルとなり、グローバルIO線/GIOiがトランジスタ
67および68を介して充電されて“H”となる。
【0208】上述の構成により、連続書込時において所
望のデータに対してのみマスクをかけることが可能とな
る。
【0209】[高速連続ライト動作]図19に示す連続
ライト動作においては、1つのデータ入出力端子につい
て8ビットのデータが連続して与えられた後にライトバ
ッファ活性化信号/φWBが発生されて選択メモリセル
へのデータの書込が行なわれている。すなわち、書込許
可信号/WEが“L”に立下がってから、クロック信号
CLKを8個カウントした後に選択メモリセルへのデー
タの書込が行なわれている。この書込バッファ活性化信
号φWBおよび/φWBの発生は図1に示す第2の制御
信号発生回路22において行なわれている。常に連続し
て8ビットのデータが書込まれるとは限らない。5ビッ
トの連続書込動作で終了する場合もある。ラップ長が8
ビットに設定された場合、SDRAMの内部で常に8ビ
ットの連続書込を想定して内部信号が動作するように固
定的に設定されていた場合には、たとえ5ビットの連続
ライト動作が行なわれた場合であっても、残りの3ビッ
トのデータが書込まれる期間待機状態となり、3クロッ
ク分無駄な時間が発生する。すなわち、連続ライト動作
において8ビット連続ライト動作を行なう場合であって
も5ビット連続ライト動作であっても書込みに要する時
間は同じことになる。したがってこの連続ライト動作時
においては、連続ライトのビット数に応じてメモリセル
への書込データの伝達タイミングすなわちライトバッフ
ァ活性化タイミングを調整するのが好ましい。
【0210】図28はこの連続ライト動作におけるビッ
ト数に応じて選択メモリセルへの書込データ伝達タイミ
ングを変更する動作を示すタイミング図である。図28
においては、ラップ長8ビットを想定する。8ビットの
データ(1つのデータ入出力端子について)b0〜b7
をすべて書込む場合には、外部からの書込許可信号(ラ
イトイネーブル信号)/WEは、外部コラムアドレスス
トローブ信号/CASが活性化されるクロックサイクル
から8ビット目のデータb7が入力されるクロックサイ
クルまで“L”に保持する。この場合、8番目のクロッ
ク信号の立上がりに応答してデータb7が内部のライト
用レジスタに取込まれ、次いでライトバッファ活性化信
号φWBが発生され、グローバルIO線対への書込デー
タの転送が実行される。このときの信号φWBの発生タ
イミングは信号/WEの立下がりからのクロックカウン
ト数により決定される。
【0211】5ビットデータを連続して書込む場合に
は、書込許可信号/WEは、コラムアドレスストローブ
信号/CASが活性状態となったクロックサイクルから
4クロックサイクルの期間のみ“L”に保持し、5番目
のデータd4が与えられる場合にはこの書込許可信号
(ライトイネーブル信号)/WEを“H”へ立上げる。
この場合、5ビット目のデータd4が入力されるクロッ
ク信号CLKの立上がりエッジでデータd4が取込まれ
るとともに、このときにライトイネーブル信号/WEが
不活性状態の“H”となっていることにより連続ライト
動作の終了を検知する。このライトイネーブル信号/W
Eの不活性状態とこの次のクロック信号CLKの立上が
りエッジに応答してライトバッファ活性化信号φWBが
発生される。これにより、ラップ長が8に設定されたS
DRAMにおいても、5ビット連続書込時に5ビット目
のデータが書込まれた時点で選択されたメモリセルへ書
込データを伝達することができ、高速でデータを書込む
ことができる。
【0212】ライト用レジスタは、8ビット分設けられ
ている。この場合、ライトイネーブル信号/WEの活性
状態に応答して、マスクレジスタの各単位レジスタをす
べてセット状態(“1”)に設定する。この場合、何ら
マスク制御信号WMは発生されないため、5ビットのデ
ータレジスタに格納された場合、残りの3ビットのライ
トレジスタにおいては、この書込許可信号/WEが
“H”へ立上がることにより、マスクデータがセット状
態すなわち書込禁止状態となる。これにより、3ビット
のデータ書込時間を待つことなく5ビット目のデータd
4が書込まれたクロック信号をトリガ信号として選択メ
モリセルへ書込が実行されるため、高速でデータ書込を
行なうことができる。
【0213】図29は、連続ライト動作時における選択
メモリセルへのデータ書込タイミングを調整する書込調
整回路の構成を示す図である。図29において、この書
込タイミング調整回路は、書込許可信号(ライトイネー
ブル信号/WE)の活性化に応答して起動されてクロッ
ク信号CLKを所定数カウントするカウンタ70と、書
込許可信号/WEとクロック信号CLKとに応答して連
続ライト動作中断を検出する中断検出回路71とを含
む。カウンタ回路70は、ラップ長8の場合、書込許可
信号/WEが“L”となると起動されてクロック信号C
LKを8カウントする。この8番目のクロック信号CL
Kの立上がりエッジに応答して書込バッファ活性化信号
φDW1を発生する。これにより、通常のラップ長8に
おける連続8ビットライト動作時における書込タイミン
グが決定される。
【0214】中断検出回路71は、この書込許可信号/
WEの活性状態への移行に応答して起動されてクロック
信号CLKをカウントする。このクロック信号CLKを
所定数(8)カウントする前に書込許可信号/WEが不
活性状態の“H”とされた場合には、その次のクロック
信号の立上がりエッジに応答して書込制御信号φDW2
を発生する。書込制御信号φDW2は、連続ライト動作
時においてラップ長未満のデータビット数でライト動作
が中断されたことを示す。
【0215】書込制御信号φDW1およびφDW2はO
Rゲート72へ与えられる。ORゲート72は、ライト
バッファ活性化信号φWBを発生してライトバッファ群
14へ与える。これにより、連続ライト動作時における
データ書込タイミングを連続ライトデータ数に応じて調
整することができる。
【0216】図30は、図29に示す中断検出回路71
の具体的構成および動作を示す図である。図30(A)
において、中断検出回路71は、書込許可信号/WEに
応答して活性化され、クロック信号CLKをカウント
し、クロック信号CLKのカウント数が8個に到達した
場合にカウントアップ信号CUPを発生するカウンタ7
11と、カウンタ711からのカウントアップ信号CU
Pを反転するインバータ回路712と、書込許可信号/
WE、インバータ回路712の出力およびクロック信号
CLKを受ける3入力AND回路713と、AND回路
713の出力に応答して所定のタイミングでワンショッ
トのパルスを発生するワンショットパルス発生回路71
4を含む。次に図30(B)を参照してこの中断検出回
路71の動作について説明する。
【0217】書込許可信号/WEが“L”へ立下がる
と、カウンタ回路711が起動される。カウンタ回路7
11は、起動状態においてクロック信号CLKの立上が
りエッジでカウント動作を実行する。カウンタ711は
そのクロック信号CLKを8個カウントした場合にはカ
ウントアップ信号CUPを発生する。カウントアップ信
号CUPは活性状態が“H”である。いまクロック信号
CLKの5回目の立上がりエッジ前に書込許可信号/W
Eが“H”に立上げられると、AND回路713の出力
は、クロック信号CLKの5回目の立上がりに応答して
“H”に立上がる。ワンショットパルス発生回路714
はこのAND回路713の出力に応答して活性化され、
所定のタイミングでワッショットのパルス信号をライト
バッファ活性化用信号φDW2として発生する。これに
より、5番目の書込データが書込まれたときに、選択さ
れたメモリセルへの同時データ転送を行なうことができ
る。
【0218】なお図29および図30(A)に示す構成
において、カウンタ70とカウンタ711とは共用され
る構成が利用されてもよい。また、OR回路72の出力
がライトバッファ活性化信号を発生するための制御回路
へトリガ信号として与えられる構成が利用されてもよ
い。また図30(A)に示すワンショットパルス発生回
路714は、5番目のクロック信号の立下がりに応答し
てライトバッファ活性化信号φDW2を発生する構成が
用いられてもよい。確実にライト用レジスタにデータが
書込まれた後にライトバッファを活性化するためであ
る。
【0219】上述の構成を利用することにより、ラップ
途中でデータ書込中止を行なっても無駄時間が生じるこ
とはなく、高速でデータを書込むことができる。
【0220】[連続ライト動作の高速化2]連続アクセ
ス動作には、8ビット連続して読出す8ビット連続リー
ド動作と、8ビット連続して書込む8ビット連続ライト
動作がある。通常のライトサイクルにおいては、外部ロ
ウアドレスストローブ信号/RASの立下がり時点にお
いてそのサイクルがリードサイクルであるかライトサイ
クルであるか判別することはできない。書込許可信号/
WEはコラムアドレスストローブ信号/CASと同様の
タイミングで設定される。またライトサイクルの後にリ
ードサイクルが行なわれるかライトサイクルが行なわれ
るかは判断することはできない。したがって、連続リー
ド動作および連続ライト動作いずれにおいても、アレイ
活性化動作開始タイミングすなわち、ワード線立上げタ
イミングは、リードサイクルおよびライトサイクルとも
に同じタイミングで行アドレスが指定された後に直ちに
ワード線選択が行なわれるように設定される。
【0221】8ビット連続リードサイクルにおいては、
図2にその動作波形図を示すように、外部ロウアドレス
ストローブ信号/RASが“L”に立下がってからクロ
ックが6カウントされた後に出力データQが出力され
る。この場合、読出用データを格納するためのリード用
レジスタにすでに8ビットのデータ(8バイトのデー
タ)が格納されている。コラムアドレスストローブ信号
/CASの活性化に従って即座に列選択線CSLが選択
状態とされ、データのリード用レジスタへの読込みが実
行される。内部動作サイクルとしては、したがって、内
部ロウアドレスストローブ信号/RASが立下がってか
ら6クロックサイクル必要とされるだけである。
【0222】一方、連続ライト動作時においては、8ビ
ットのデータ(8バイトデータ)がライト用レジスタに
すべて格納された後にデータを転送して選択されたメモ
リセルに書込む必要がある。8ビットのデータは外部コ
ラムアドレスストローブ信号/CASが立下がってから
8クロックのサイクルを必要とする。この後にデータの
書込が行なわれる。したがって動作サイクルについては
メモリアレイへのデータ書込が完了するまでリード動作
に比べて大幅にその動作完了に要する時間が長くなる。
したがって、リードサイクルとそのアレイ活性化タイミ
ングを同じように外部ロウアドレスストローブ信号/R
ASの立下がり直後に行なう構成の場合にはライトサイ
クルがリードサイクルよりも長くなるという問題が生じ
る。この問題を図31を参照して説明する。
【0223】図31は、リードサイクルとライトサイク
ルとで内部アレイ活性化タイミングが同じように設定さ
れた場合における連続ライト動作のタイミングを示す図
である。図31においては同じバンクの異なるページ
(ワード線)に対する連続ライト動作を実行する場合の
動作波形が示される。
【0224】まず外部ロウアドレスストローブ信号/R
ASが“L”へ立下がると行アドレス信号Xaがデコー
ドされ、対応のワード線WLが選択される。この後セン
スアンプの活性化などが実行される。
【0225】次いで、外部コラムアドレスストローブ信
号/CASが“L”に立下がると、そのときのアドレス
信号が取込まれ列アドレス信号Ybが発生される。この
状態において、リードサイクルにおいては、外部ロウア
ドレスストローブ信号/RASが立下がってから所定の
クロック数がカウントされた後にこの取込まれた列アド
レス信号Ybに従って列選択動作が実行され列選択線C
SLが立上げられ、データの読出が実行される。
【0226】しかしながらライトサイクルにおいては、
書込許可信号/WEが立下がることによりクロックのカ
ウント数が変更され、内部書込データがすべてライト用
レジスタに格納されるまで列選択線CSLの選択動作は
行なわれない。書込許可信号/WEが立下がってから所
定のクロック数(たとえば8)がカウントされるかまた
は連続データ数の書込が完了した時点に応答してデータ
選択線CSLが立上げられる。このとき同時にライトバ
ッファ群も活性化され、グローバルIO線対に書込みデ
ータが伝達され、ローカルIO線対を介してビット線対
BLP上へ書込データが伝達される。ビット線対BLP
の電位が書込データに応じたものになった後にワード線
WLが非選択状態とされる。その後メモリアレイのプリ
チャージ動作が完了され、次いで次のワード線選択動作
に備える。
【0227】したがってこの場合、図31に示すように
1つのライト動作に対するサイクルタイムは16クロッ
クとなる。(1クロックサイクルは通常10nsであ
る)。一方、連続リードサイクルにおいては、外部ロウ
アドレスストローブ信号/RASが立ち下がってから6
クロックカウントした後に読出データがデータ入出力端
子へ出力される。したがって、アレイ内部の動作におい
ては、ライトサイクルが大幅に長くなり、連続ライトを
高速で行なうことがてきなくなってしまう。そこで、以
下において,リードサイクルとライトサイクルとをとも
に高速で行なうために、メモリアレイの活性化開始タイ
ミングすなわちワード線立上げタイミングをリードサイ
クルとライトサイクルとで異ならせる構成について説明
する。
【0228】図32は連続ライトサイクルを実行すると
きの動作を示すタイミング図である。連続ライトサイク
ルが繰返し行なわれることが指定された場合には、メモ
リアレイにおいてワード線立上げを急ぐ必要はない。ラ
ップにおける最終書込データが入力されるときにワード
線が活性化されていれば十分である。ライトサイクルが
連続して行なわれるときにメモリアレイの活性化タイミ
ングを後へずらせることにより、メモリアレイのプリチ
ャージ状態の間に書込レジスタへ入力データを書込むと
いうパイプライン動作が可能となり、サイクルタイムを
短縮することが可能となる。
【0229】ライトサイクルが連続して行なわれること
の指定は、WCBRの条件下で特定のアドレス入力端子
に与えられるアドレス信号により行なう。これによりバ
ーストライトモードが設定される。WCBR条件は、通
常、ライトイネーブル信号/WE、コラムアドレススト
ローブ信号/CASが内部ロウアドレスストローブ信号
/RASよりも先に活性状態の“L”に設定される。S
DRAMにおいては、クロック信号CLKの立上がりエ
ッジにおいてこの信号/RAS、/CASおよび/WE
がすべて“L”に設定される。図32に示すように、特
定のアドレス信号によりバーストライトモードを設定す
る場合、このバーストライトモード設定サイクルにおい
ては、信号/RASの立下がりに応答してメモリアレイ
の活性化が行なわれる。しかしながら、信号/CASが
再び活性化されないため、列アドレスの取込みが行なわ
れず、列選択動作は実行されない。選択されたワード線
による接続されるメモリセルの再書込(リフレッシュ動
作)が行なわれるだけである。このときのワード線WL
の立上がりタイミングはリードサイクル時のものと同じ
である。
【0230】バーストライトモードが設定された場合、
次のサイクルからはデータの書込が行なわれる。この場
合、信号/RASが立下がってからたとえば7クロック
サイクル経過後にワード線WLが立上げられる。このと
きまだラップの最終データは書込用レジスタには書込ま
れていない。最終のデータd7が書込まれた時点におい
てメモリアレイにおいてビット線対BLPの電位が確定
しており、列選択線CSLが選択状態とされ、グローバ
ルIO線対GIOに伝達された書込データが選択メモリ
セルへ書込まれる。内部のメモリセルアレイにおいてデ
ータの書込みが実行された後メモリアレイがプリチャー
ジ状態へ移行するプリチャージサイクルにおいて、次の
サイクルの書込データが順次ライト用レジスタに書込ま
れる。
【0231】図31に示す連続ライトサイクル時のタイ
ミング図と比べれば明らかなように、バーストライトモ
ード時において内部アレイの活性化タイミングを遅らせ
ることにより、サイクルタイムを短くして高速でデータ
の書込みを行なうことができる。このように、メモリア
レイのプリチャージ状態の間にライト用レジスタへデー
タ書込を行なうパイプライン動作を行なうことにより、
サイクルタイムを大幅に短縮することができる。
【0232】図33はこのバーストライトモードを検出
するための構成を示す図である。図33において、バー
ストライトモード検出系は、外部制御信号/WE、/C
AS、/RASおよび外部クロック信号CLKに応答し
てWCBRモードを検出するWCBR検出回路250
と、クロック信号CLKに応答して所定のアドレスビッ
トを取込み、アドレスキーを検出するキー検出回路25
2と、このキー検出回路252で検出されたアドレスキ
ーが予め定められたアドレスキーに一致するか否かを判
別する一致検出回路254と、WCBR検出回路250
からのWCBR検出信号と一致検出回路254からの一
致検出信号とに応答してバーストライトモードが設定さ
れたことを検出するバーストライトモード検出回路25
6を含む。バーストライトモード検出回路256からの
バーストライトモード検出信号BWはアレイ活性化制御
系へ与えられる。このアレイ活性化制御系は図1の機能
的構成において第2の制御信号発生回路22に含まれ
る。
【0233】第2の制御信号発生回路22(図1参照)
はクロック信号CLKをカウントしてそのクロックカウ
ント数に応じて各内部制御信号を発生している。バース
トライトモード検出信号BWに応じてこの内部制御信号
を発生するためのクロックカウント数を多くする。リー
ドサイクルとライトサイクルとでは、ともにアレイ不活
性化から活性化状態への移行タイミングが内部ロウアド
レスストローブ信号/RASの立下げにより決定され
る。外部ロウアドレスストローブ信号/RASが立下が
ってから所定のクロック数をカウントした後にメモリア
レイのプリチャージが解放される。バーストライトサイ
クルでは、RASに関連する回路の動作開始タイミング
が遅らされ、ライトバッファの活性化タイミングは通常
のライトサイクルと同じに設定される。ラップ長8の場
合、8ビット連続データが書込まれた後に書込データの
選択メモリセルへの伝達が実行される。
【0234】図34は、このメモリアレイの活性化開始
タイミングを遅らせるための構成を示す図である。この
アレイ活性化開始タイミング調整回路は、図1に示す第
1の制御信号発生回路20から発生される内部RAS制
御信号φRを利用する。
【0235】図34においてメモリアレイ活性化開始タ
イミング調整回路は、図1に示す第1の制御信号発生回
路20から発生される内部RAS系制御信号φRに応答
して起動されて所定のクロック数をカウントし、所定の
クロック数ごとにカウントアップ信号を発生するカウン
タ260と、カウンタ260からの所定のカウントアッ
プ信号に応答してRAS系制御信号、たとえばセンスア
ンプ活性化信号φSA、ワード線駆動信号φWL、ビッ
ト線プリチャージ信号φEQなどを発生するRAS系制
御信号発生回路262を含む。RAS系制御信号発生回
路262からはまたXデコーダ群(2:図1参照)のデ
コードタイミングを遅らせる信号が発生されてもよい。
【0236】カウンタ260はバーストライト検出信号
BWが与えられたとき、そのクロックカウント数を多く
し、カウンタから260から発生されるRAS系回路の
ためのカウントアップ信号の発生タイミングを遅らせ
る。それにより、バーストライトモード時においてメモ
リアレイの活性化開始タイミングを遅らせることが可能
となる。CAS系回路についても同様であり、列選択が
遅延される。
【0237】[バッファ回路の構成]SDRAMにおい
ては、クロック信号CLKに応答して外部制御信号を取
込み内部信号を生成している。このようなラッチ機能を
備えるバッファ回路の構成について以下に説明する。
【0238】図35は、アドレスバッファおよびロウア
ドレスストローブ信号をラッチする/RASバッファに
用いられるダイナミックラッチの構成を示す図である。
図35に示されるバッファ回路はラッチ回路の構成を示
す。ダイナミックラッチは、ラッチイネーブル信号φL
Eに応答して導通し電源電位Vccを出力ノード/OU
へ接続するpチャネルMOSトランジスタ301と、出
力ノードOUの電位に応答して電源電位Vccを出力ノ
ード/OUへ接続するpチャネルMOSトランジスタ3
02と、入力信号INに応答して相補出力ノード/OU
をノード310へ接続するnチャネルMOSトランジス
タ305と、出力ノードOUの電位に応答して相補出力
ノード/OUをノード310へ接続するnチャネルMO
Sトランジスタ306と、相補出力ノード/OUの電位
に応答して電源電位Vccを出力ノードOUへ伝達する
pチャネルMOSトランジスタ303と、ラッチイネー
ブル信号φLEに応答して電源電位Vccを出力ノード
OUに接続するpチャネルMOSトランジスタ304
と、基準電位Vrefをそのゲートに受けて出力ノード
OUをノード310へ接続するnチャネルMOSトラン
ジスタ308と、相補出力ノード/OUの信号電位に応
答して出力ノードOUをノード310へ接続するnチャ
ネルMOSトランジスタ307と、ラッチイネーブル信
号φLEに応答してノード310を接地電位Vssに接
続するnチャネルMOSトランジスタ309を含む。
【0239】このダイナミックラッチは、入力信号IN
の電位レベルを基準電位Vrefと比較してその比較結
果に応じて出力ノードOUおよび/OUに出力信号を発
生する。基準電位Vrefは、入力信号INに対する基
準電位であり、たとえばTTLインターフェースの場合
には約1.6V程度に設定される。次にこの図35に示
すダイナミックラッチの動作をその動作波形図である図
36を参照して説明する。
【0240】ラッチイネーブル信号φLEが“L”の場
合には、トランジスタ301および304が導通状態、
トランジスタ309がオフ状態となる。これにより出力
ノードOUおよび/OUは電源電位Vccから充電され
“H”レベルとなる。この期間は出力プリチャージ期間
である。
【0241】ラッチイネーブル信号φLEが“H”とな
ると、トランジスタ301および304がオフ状態、ト
ランジスタ309がオン状態となり、ダイナミックラッ
チが活性化され、入力信号INと基準電位Vrefとの
比較が行なわれる。入力信号INのレベルが基準電位V
refよりも低い場合には、トランジスタ305よりも
トランジスタ308を介してより多くの電流が流れ、出
力ノードOUがLとなる。一方、トランジスタ302が
オン状態となり、出力ノード/OUは“H”レベルを維
持する。
【0242】入力信号INが基準電位Vrefよりも高
い場合には、逆に相補出力ノード/OUの電位が“L”
となり、出力ノードOUがトランジスタ303により充
電されて“H”となる。この状態において、入力信号I
Nの電位レベルが変化しても、トランジスタ305およ
び308の電流駆動力はトランジスタ302および30
3の電流駆動力よりも小さいためにその状態はラッチさ
れ不変である。
【0243】ラッチイネーブル信号φLEが“H”の状
態において、入力信号INが“L”から“H”へ立上が
った場合、トランジスタ305を介してトランジスタ3
08よりもより多くの電流が流れる。この場合、前述の
ごとくトランジスタ305の電流駆動力は小さいためラ
ッチ状態に変動は生じない。すなわち、出力ノードOU
が“L”であり、トランジスタ302がオン状態である
ため、相補出力ノード/OUは“H”状態に維持され
る。
【0244】ラッチイネーブル信号φLEが“H”に立
上がりラッチ状態が決定した後に入力信号INが“H”
から“L”へ立下がった状態を考える。この場合、トラ
ンジスタ305はオフ状態となり、トランジスタ306
がオン状態であり、トランジスタ301および302は
オフ状態のため、相補出力ノード/OUは“L”レベル
に保持される。出力ノードOUは、トランジスタ303
がオン状態、トランジスタ307がオフ状態であるた
め、電源電位Vccから電流を供給されて“H”レベル
を維持する。
【0245】上述のようにダイナミックラッチは、ラッ
チイネーブル信号φLEに従ってプリチャージ状態およ
び出力信号確定状態を繰返す。この図35に示すダイナ
ミックラッチがSDRAMのバッファとして用いられる
場合には、ラッチイネーブル信号φLEとしてクロック
信号CLKが利用される。
【0246】図37は、このダイナミックラッチを用い
た/RASバッファとアドレスバッファの構成を示す図
である。
【0247】図37において、/RASバッファは、ク
ロック信号CLKをラッチイネーブル入力φLEに受け
かつ外部ロウアドレスストローブ信号ext./RAS
を入力ノードINに受けるダイナミックラッチ310
と、このラッチ310の出力ノードOUおよび/OUに
結合されるNAND型フリップフロップを含む。NAN
D型フリップフロップは、その一方入力がダイナミック
ラッチ310の出力ノード/OUに結合されるNAND
回路312と、その一方入力がダイナミックラッチ31
0の出力ノードOUに接続され、その他方入力がNAN
D回路312の出力ノードに接続されるNAND回路3
14を含む。NAND回路312の他方入力はNAND
回路314の出力に結合される。NAND回路312か
ら内部制御信号int./RASが発生される。この内
部制御信号int./RASは図1に示す構成において
内部制御信号φxaおよびφRを含む。
【0248】アドレスバッファは、クロック信号CLK
をラッチイネーブル入力φLEに受けかつ外部アドレス
ビットext.Aiをその入力INに受けるダイナミッ
クラッチ315と、内部制御信号int./RASを受
ける2段の縦続接続されたインバータ回路316,31
8を含む。インバータ回路316および318は、遅延
回路として機能する。アドレスバッファはさらに、内部
制御信号int./RASとダイナミックラッチ315
の出力ノード/OUの出力とを受けるNOR回路320
と、内部制御信号int./RASとダイナミックラッ
チ315の出力ノードOUの出力を受けるNOR回路3
22を含む。NOR回路320および320は後に説明
するようにインバータ回路336の出力をも受ける。
【0249】アドレスバッファはさらにこのインバータ
回路318の出力とNOR回路320の出力を受けるN
OR型フリップフロップを含む。NORフリップフロッ
プは、インバータ回路318の出力をその一方入力に受
けるNOR回路324と、NOR回路320の出力とN
OR回路324の出力とを受けるNOR回路326を含
む。NOR回路326の出力はNOR回路324の入力
に結合される。NOR回路324から内部アドレスビッ
トAiが発生される。
【0250】アドレスバッファはさらにNOR回路32
2の出力を受けるNOR回路328と、インバータ回路
318の出力とNOR回路328の出力を受けるNOR
回路330と、NOR回路324の出力とNOR回路3
30の出力を受けるNOR回路332と、NOR回路3
32の出力を受けるインバータ回路336を含む。NO
R回路328の出力はNOR回路330の入力に結合さ
れ、NOR回路330の出力はNOR回路328の入力
にも結合される。NOR回路330の出力から内部アド
レスビット/Aiが発生される。次にこの動作について
図38に示す動作波形図を参照して説明する。
【0251】ダイナミックラッチ310は、クロック信
号CLKの立上がりエッジで外部ロウアドレスストロー
ブ信号ext./RASを取込み、出力ノードOUを
“L”に立下げる。ダイナミックラッチ310はダイナ
ミック動作をしており、クロック信号CLKが“L”と
なるとその出力ノードOUおよび/OUはともに“H”
となる。ノードNAが“H”となり、ノードNBが外部
ロウアドレスストローブ信号ext./RASの立下が
りに応答して“L”となると、NAND回路312の出
力である内部制御信号int./RASは“L”に立下
がる。
【0252】NAND回路は一般に、その入力がともに
“H”となったときのみ“L”の信号を発生する。内部
制御信号int./RASが“L”に一旦立下がると、
NAND回路314の出力は常時“L”であり、ノード
NBおよびNAがともに“H”にプリチャージされても
このNAND回路312および314の出力は常時
“L”である。この内部制御信号int./RASが
“L”である期間は外部制御信号ext./RASが
“L”であるクロックサイクル期間である。この内部制
御信号int./RASはアドレスバッファへ与えられ
る。
【0253】ダイナミックラッチ315は、クロック信
号CLKに応答して外部アドレス信号ビットext.A
iを取込み、その状態に応じた信号を出力する。内部制
御信号int./RASが“H”の期間においてはノー
ドNEの電位が“H”であり、内部アドレス信号ビット
Aiおよび/Aiはともに“L”に設定される。
【0254】内部制御信号int./RASが“L”へ
立下がると、NOR回路320および322がインバー
タとして機能する。初期状態においてインバータ回路3
36の出力は“L”である。ノードNEへは内部制御信
号int./RASが遅れて伝達される。したがって、
このノードNEの電位が“H”のときには、まだ内部ア
ドレスビットAiおよび/Aiは“L”の初期状態にあ
る。ノードNEの電位が“L”に立下がると、内部アド
レス信号ビットAiおよび/Aiの電位レベルはノード
NGおよびNHの電位に対応した値となる。
【0255】内部アドレス信号ビットAiおよび/Ai
の電位レベルが確定すると、アドレス信号ビットAiお
よび/Aiの一方は“H”であり、NOR回路332の
出力が“L”となり、インバータ回路336の出力が
“H”に立上がる。これにより、NOR回路320およ
び322の出力は“L”に固定され、アドレス信号ビッ
トAiおよび/Aiはラッチ状態となる。この状態にお
いてはダイナミックラッチ315がダイナミック動作を
してもその電位変化は何ら内部アドレス信号ビットAi
および/Aiへは影響を及ぼさない。
【0256】上述のようにアドレスバッファをもクロッ
ク信号CLKを受けるダイナミックラッチで構成してい
るのは、アドレスセットアップ時間がきわめて小さいた
め、内部制御信号int./RASに応答して外部アド
レス信号ビットext.Aiを取込んだのでは、この内
部制御信号int./RASが“L”に立下がり確定状
態となった場合において、外部アドレス信号ビットex
t.Aiが無効状態となっている場合が生じる懸念があ
るためである。図37に示すように、アドレス信号ビッ
トext.Aiをクロック信号CLKで取込み、その後
内部制御信号int./RASでラッチすることにより
確実に外部アドレス信号ビットext.Aiを取込み、
内部アドレスを発生することができる。
【0257】アドレスバッファ(行アドレスバッファ)
は16MビットSDRAMの場合12個設けられる(ア
ドレスビットはA0〜A11の12ビットである)。列
アドレスに関連するアドレスバッファは内部制御信号i
nt./RASが活性状態となってからコラムアドレス
ストローブ信号ext./CASに従って駆動される。
この場合、列アドレスバッファ自体はクロック信号CL
Kに従って駆動する必要はない。しかしながら、このよ
うな12個のアドレスバッファをクロック信号CLKに
より各クロックサイクルごとに駆動すると、ダイナミッ
ク動作をしているため、プリチャージ電流が多くなり、
このアドレスバッファにおける消費電力が大きくなり、
低消費電力を要求される分野においては少し工夫が必要
とされる。次に、より消費電流を低減するための構成に
ついて説明する。
【0258】図39(A)は、RASバッファおよびア
ドレスバッファの他の構成例を示す図である。図39
(A)において、/RASバッファの構成は図37に示
すものと同じであり、対応する部分には同一の参照番号
を付す。/RASバッファの出力信号int.RASは
図39(B)に示すようにロウデコーダRDへ与えら
れ、そのデコードタイミングを決定する。
【0259】アドレスバッファは外部アドレス信号ex
t./RASを受けるインバータ回路350と、インバ
ータ回路350の出力とクロック信号CLKを受けるN
AND回路352と、NAND回路352の出力をその
一方入力に受けるNAND回路354と、RASバッフ
ァからの内部制御信号int./RASを受けるNAN
D回路356と、NAND回路354の出力をラッチイ
ネーブル入力ノードφLEに受けかつ外部アドレス信号
ビットext.Aiを入力INに受けるダイナミックラ
ッチ358を含む。
【0260】このダイナミックラッチ358から内部ア
ドレス信号ビットAiおよび/Aiが発生される。NA
ND回路354と356はフリップフロップを構成し、
NAND回路354の出力はNAND回路356の他方
入力へ与えられ、NAND回路356の出力はNAND
回路354の他方入力へ与えられる。次にこの図39に
示す/RASバッファおよびアドレスバッファの動作に
ついてその動作波形図である図40を参照して説明す
る。
【0261】/RASバッファの動作は図37に示すも
のと同じであり、その説明は繰返さない。外部ロウアド
レスストローブ信号ext./RASが“L”に立下が
ると、インバータ回路350の出力は“H”に立上がる
(ノードNA)。これに応答して、NAND回路352
の出力ノードNBの電位はクロック信号CLKに従って
“H”および“L”を繰返す。クロック信号CLKが
“H”に立上がるまで、ノードNBの電位は“H”であ
る。ノードNBの電位が“L”に立下がると、NAND
回路354の出力が“H”に立上がる(ノードNC)。
このノードNCの電位によりダイナミックラッチ358
がそのときに与えられているアドレス信号ビットex
t.Aiを取込み、内部アドレス信号ビットAiおよび
/Aiを発生する。ノードNCが“H”へ立上がった後
に、内部制御信号int.RASが“H”に立上がる。
【0262】内部制御信号int.RASが発生される
のは、ダイナミックラッチ310においてクロック信号
CLKの立上がりエッジで外部制御信号ext./RA
Sが取込まれ、かつフリップフロップ(NAND回路3
12および314から構成される)でその出力状態が確
定した後である。したがって、内部制御信号int.R
ASが“H”に立上がるのはノードNCの電位が“H”
に立上がった後である。内部制御信号int./RAS
が“H”に立上がると、NAND回路356はその両入
力が“H”となりその出力は“L”となり、ノードNC
の電位は“H”に固定される。この状態は、内部制御信
号int.RAS が“H”の間保持される。したがっ
てダイナミックラッチ358へはクロック信号CLKは
伝達されず、最初のノードNCの立上がりエッジで取込
まれたアドレス信号ビットAiおよび/Aiが持続的に
出力される。信号ext./RASが“H”のとき、ノ
ードNCは“L”であり、ラッチ358はクロック信号
CLKに無関係にプリチャージ状態にある。
【0263】上述のように、内部制御信号int.RA
Sよりも先にノードNCの電位を“H”に立上げ、この
信号により外部制御アドレス信号ビットext.Aiを
取込むことによりダイナミックラッチ358はクロック
信号CLKが与えられても何らダイナミック動作をする
ことがなく、また確実にクロック信号CLKの立上がり
エッジで外部アドレス信号ビットext.Aiを取込む
ことができる。これにより、低消費電力で確実に有効な
内部アドレス信号ビットを発生することのできるアドレ
スバッファを実現することができる。
【0264】[周波数−レイテンシ]SDRAMにおい
ては、読出データが出力されるタイミングはクロック信
号CLKのトグル数により決定される。このクロックの
トグル数と読出データの出力されるタイミングとの関係
をレイテンシと呼ぶ。たとえば、クロック信号CLKの
周波数が100MHzの場合、外部ロウアドレスストロ
ーブ信号/RASが立下がったサイクルから6クロック
サイクル目に有効データが出力される。
【0265】しかしながら、クロック信号CLKの周波
数が50MHzのシステムでこのSDRAMを用いる場
合、同じように、外部ロウアドレスストローブ信号/R
ASが立下がってから6クロックカウント後読出データ
が出力される場合には、アクセスタイムは120ナノ秒
となり、高速動作性というSDRAMの性能を有効に発
揮することができなくなる。クロック周波数が変更され
てもSDRAMの高速動作性という性能を十分に引き出
すことのできる構成を以下に説明する。
【0266】図41は、本発明に従うSDRAMにおけ
る周波数とレイテンシとの関係を示す図である。レイテ
ンシはアドレスビットA4およびA5の組合せにより決
定される。このレイテンシセットサイクルはWCBRの
条件で実行される。クロック周波数が100MHzの場
合、RASアクセスタイムtRACは6クロックサイク
ルとし、CASアクセスタイムtCACは4クロックサ
イクルとし、RASプリチャージサイクル時間を4クロ
ックサイクルとし、RAS−CAS遅延時間tRCDを
最小2クロックサイクルと設定する。以下、クロック信
号CLKの周波数が小さくなるにつれて、各アクセス時
間およびプリチャージ時間が要求するクロックサイクル
数を小さくする。
【0267】図42はこのRASアクセスタイム、CA
SアクセスタイムおよびRASプリチャージ時間および
RAS−CAS遅延時間tRCDを説明する図である。
【0268】RASアクセス時間tRACは、外部ロウ
アドレスストローブ信号/RASが“L”に立下がって
から有効データが出力されるまでに必要とされる時間で
ある(SDRAMにおいては、すべてクロックのサイク
ル数で示される)。
【0269】CASアクセス時間は、コラムアドレスス
トローブ信号/CASが“L”に立下がってから有効デ
ータが出力されるまでに要する時間である。RASプリ
チャージ時間はメモリアレイをプリチャージするために
必要とされ、信号/RASを“H”に維持するのに必要
とされる時間である。RAS−CAS遅延時間tRCD
は、行アドレス信号と列アドレス信号がマルチプレクス
して与えられるために、これらのアドレス信号を確実に
分離して確定状態に設定するために必要とされる時間で
あり、外部アドレスストローブ信号/RASが立下がっ
てから、コラムアドレスストローブ信号/CASを
“L”へ立下げるまでに要求される時間である。次にこ
のレイテンシを周波数に応じて変更するための構成につ
いて図43を参照して説明する。
【0270】図43において、レイテンシ変更回路は、
WCBRの条件を検出するためのWCBR検出回路38
0と、クロック信号CLKに応答してアドレス信号ビッ
トA4およびA5を取込むアドレスセット回路382
と、WCBR検出回路380の出力に応答して活性化さ
れ、アドレスセット回路382にラッチされたアドレス
ビットをデコードしてレイテンシを検出するレイテンシ
デコーダ384と、レイテンシデコーダ384からのレ
イテンシ設定信号に応答して出力タイミングを調整する
出力制御回路386を含む。出力制御回路386は図1
に示す第1の制御信号発生回路20からの内部制御信号
φR(またはint.RAS)に応答して、所定数のク
ロック信号CLKをカウントして出力バッファ制御信号
φOEを発生する。出力制御回路386がカウントする
クロック数がレイテンシデコーダ384からのレイテン
シ設定信号に応じて調整される。
【0271】アドレスセット回路382は、アドレスバ
ッファからの内部アドレスビットA4およびA5をWC
BR検出回路380からのWCBR検出信号に応答して
ラッチする構成が利用されてもよい。この場合におい
て、レイテンシが変更された場合、データ出力タイミン
グがクロックのカウント数に応じて調整されるだけであ
り、ワード線立上げタイミングなどが内部制御信号φR
に応答して実行される場合には特にこのレイテンシデコ
ーダ384の出力はRAS制御系およびCAS制御系へ
与えられる必要はない。センスアンプ活性化タイミング
および列選択信号発生タイミングなどがクロックのカウ
ント数に応じて設定されている場合にはこのレイテンシ
デコーダ384からのレイテンシ設定信号に応じて各セ
ンスアンプ活性化信号および列選択信号発生タイミング
が調整される。この場合においてもクロックのカウント
数が変更されるだけである。
【0272】上述のように、クロック信号CLKの周波
数に応じてデータ出力タイミングを調整することによ
り、クロック信号CLKの周波数に関わらず、SDRA
Mの性能を十分に引き出すことができる。
【0273】[ラップ長変更]前述の説明においては、
ラップ長は8に設定されている。しかしながら、1度の
アクセスサイクルにおいて連続して書込まれるデータ数
はそれぞれの場合において可変な場合がある。たとえば
標準DRAMにおいても、ニブルモード、ページモー
ド、スタティックコラムモードなどが設けられている。
この場合、連続して書込まれるまたは読出されるデータ
の数はニブルモードを除いて、容易に変更することでき
る。そこで、SDRAMにおいてもラップ長を変更でき
る構成を設ける。
【0274】図44はラップ長をプログラムする際の方
法を一覧にして示す図である。ラップ長は、WCBRの
条件下でのアドレスキーの設定により行なわれる。アド
レスキーとしては3ビットのアドレス信号A0、A1お
よびA2が一例として利用される。ラップ長の単位とし
ては4、8、16、32および全ページ(1行)が利用
できる。
【0275】図45はこのラップ長設定制御系の構成を
示す図である。図45において、ラップ長設定制御系
は、WCBRの条件を検出するWCBR検出回路390
と、WCBR検出回路390の出力に応答して、アドレ
スバッファから発生された内部アドレスビットA0、A
1およびA2をラッチするラップ長ラッチ回路392
と、ラップ長ラッチ回路392にラッチされたデータに
従って、ラップ長を示すクロック数を選択するクロック
数選択回路394と、クロック数選択回路394からの
クロック数情報に従って、クロック信号CLKをカウン
トし、ライトバッファ活性化信号/φWBを発生する/
φWB発生回路396を含む。
【0276】/φWB発生回路396は、内部CAS系
制御信号φC(信号/CASに同期して発生される)に
応答して活性化され、所定のクロック数をカウントした
後にライトレジスタ活性化信号/φWBを発生する。こ
の図45において、データを書込む構成しか示していな
いが、同様に、読出を行なう場合には、読出用のリード
用レジスタ活性化信号φRrを発生する回路がクロック
数選択回路394の出力により制御される。/φWB発
生回路396は、内部書込可能許可信号φWと内部CA
S系制御信号φCに応答してライトレジスタ活性化信号
/φWBを発生する。/φRr発生回路(図示せず)は
内部RAS制御信号φRに応答してリード用レジスタ制
御信号を発生する。
【0277】出力バッファおよび入力バッファはそのラ
ップサイクル期間中活性状態とされてもよい。
【0278】ラップ長制御回路はさらに、クロック数選
択回路394からのクロック数情報に応じてシフトクロ
ックを発生するシフトクロック発生回路398を含む。
シフトクロック発生回路398は、設定されたクロック
数に応じてコラムデコーダが選択する列選択線CSLの
位置を1つずつずらすためのシフトクロックを発生す
る。通常、ラップ長は8に設定されており、クロック数
選択回路394は、このラップ長8とプログラムされた
ラップ長との差に応じてシフトクロックを発生する。
【0279】プログラムされたラップ長が8の場合に
は、通常時と同様であり、シフトクロックは発生されな
い。ラップ長が16の場合にはシフトクロックが1つ発
生され、ラップ長が32の場合にはシフトクロックが3
発生される。この場合、基本ラップ長は8であり、8ビ
ットのラップデータが格納された時点でデータの転送が
行なわれる(データ書込の場合)。すなわち、このラッ
プ長が標準値のたとえば8よりも大きい場合には、書込
データのうち、連続8ビットのラップデータがライト用
レジスタに格納された時点でデータの転送が行なわれる
(図28のタイミング参照)。データの転送が行なわれ
た後、次の連続8ビットデータがレジスタ(ライト用レ
ジスタ)へ格納される。この間において、シフトクロッ
ク発生回路398からのシフトクロックに従って、コラ
ムデコーダからの列選択線が1つシフトされる。この期
間は十分あり(次の連続8ビットデータが書込まれる前
に次の列選択線が立上げられればよい)、十分に連続し
て所望のラップ長データを書込むことができる。この列
選択線を順次立上げる構成について次に説明する。
【0280】図46は、ラップ長プログラム時における
列選択信号を発生するための構成を示す図である。図4
6において、列選択信号発生系は、内部制御信号φya
に応答して外部からのアドレス信号A3〜Akを取込ん
で内部列アドレス信号Y3〜Ykを発生するコラムアド
レスバッファ26aと、外部コラムアドレスストローブ
信号/CASに同期して発生される内部制御信号φCに
応答して活性化され、コラムアドレスバッファ26aか
ら発生された内部列アドレス信号Y3〜Ykを初期カウ
ント値として取込むカウンタ400と、クロック数選択
回路394(図45参照)からのラップ長情報に応答し
て、カウンタ400の出力およびコラムアドレスバッフ
ァ26aの出力の一方を選択する選択回路402と、選
択回路402からの列アドレス信号をデコードして列選
択線CSLを活性化するYデコーダ群404を含む。
【0281】カウンタ400は、そのカウント値がシフ
トクロック信号SCに応じて1ずつ増分(または減分)
される。カウンタ400は、図45に示すシフトクロッ
ク発生回路398からのシフトクロック信号SCに応答
してそのカウント値を1増分する。
【0282】選択回路402は、クロック数選択回路3
94からのクロック数情報が1以上、すなわち、ラップ
長が16以上の場合を示している場合には、カウンタ4
00の出力を選択してYデコーダ群404へ与える。
【0283】Yデコーダ群404はデコーダ活性化信号
φCDに応答してこの選択回路402から与えられた信
号をデコードして列選択線を選択する。ラップ長が8 以
下の場合には、選択回路402は、コラムアドレスバッ
ファ26aの出力を選択する。
【0284】Yデコーダ群404へ与えられるデコーダ
活性化信号φCDは、このクロック数選択回路からの情
報に従って、外部コラムアドレスストローブ信号/CA
S(またはライトイネーブル信号(書込許可信号))が
立下がってから所定のクロック数か経過したときに一旦
不活性状態となり、再び活性状態となる。この図46に
示す構成において、カウンタ400は、シフトクロック
SCではなく、Yデコーダ活性化信号φCDの立下がり
に応答してそのカウント値が1増分される構成が利用さ
れてもよい。このとき、シフトクロック信号SCは、Y
デコーダ制御系へ与えられ、そのシフトクロック信号S
Cの発生タイミングで活性化信号φCDの活性化/不活
性化の制御が行なわれる。次にこの通常ラップ長が8に
設定されているSDRAMにおいて、ラップ長16が選
択された場合の動作をその動作波形図である図47を参
照して説明する。
【0285】まず、外部ロウアドレスストローブ信号/
RASが“L”に立下がると、次のクロック信号CLK
の立上がりエッジでアドレス信号ADDが取込まれ、内
部行アドレス信号Xaが発生される。この内部行アドレ
ス信号Xaに従って、ワード線WLの電位が立上がり、
この1行のメモリセルの電位が各ビット線対BLPに伝
達される。
【0286】次いで、外部コラムアドレスストローブ信
号/CASおよび書込許可信号(ライトイネーブル信
号)/WEが“L”に立下がると、そのときデータ入出
力端子DQに与えられていたデータがクロック信号CL
Kの立上がりエッジで取込まれ、ライト用レジスタにラ
ッチされる。このライト用レジスタへのラッチ時には先
に示したように、ラップアドレスが示すレジスタ位置に
格納される。そのときには、列アドレス信号Ybがすで
に取込まれている。
【0287】選択回路402は、クロック数選択回路3
94(図45参照)からのラップ長が16であることを
示す情報に従って、カウンタ400の出力を選択する。
カウンタ400は、内部制御信号φCに従ってコラムア
ドレスバッファ26aの出力をその初期カウント値とし
てラッチしている。Yデコーダ群404は、次いで、デ
コーダ活性化信号φCDに応答して活性化されて列デコ
ード動作を行ない1本の列選択線CS1を選択状態とす
る。ライト用レジスタには8ビットのラップデータb0
〜b7が順次格納される。8ビット目のラップデータb
7がラッチされるクロック信号の立上がりエッジでライ
トバッファ活性化信号φWBが発生される。このときに
は、すでに列選択線CSLは選択されている。これによ
り、8ビットのラップデータb0〜b7が各選択された
メモリセルへ書込まれる。このラップデータb0〜b7
のメモリセルへの書込と平行して、ライト用レジスタに
は次の8ビットのラップデータb8〜b15が順次クロ
ック信号の立上がりエッジで取込まれてラッチされる。
【0288】ラップデータb7が取込まれたクロック信
号の立上がりエッジでライト用レジスタからのデータの
書込が行なわれ、次のクロック信号の立上がりに従って
次のラップデータの取込みが行なわれているため、誤っ
たデータの書込が生じない。この列選択線CSL1の選
択により、メモリセルへのデータの書込が行なわれた
後、一旦デコーダ活性化信号φCDは不活性状態へ移行
する。この列デコーダの不活性化に応答してカウンタ4
00のカウント値が1増分される。メモリアレイは、列
選択系のみが一旦プリチャージ状態に復帰する。
【0289】ワード線WLは選択状態を維持する。した
がって、各ビット線対BLPの電位はそれぞれセンスア
ンプによりラッチされた状態を維持する。所定クロック
数がカウントされると、すなわち、ライト用レジスタに
次のラップデータb8〜b15がすべて書込まれる前
に、Yデコーダ群404が活性化される。選択回路40
2はカウンタ400の出力をYデコーダ群404に与え
ている。カウンタ400のカウント値は1増分されてい
る。したがって、Yデコーダ群404は、隣接する列選
択線を選択する。
【0290】この選択された列選択線CSL2に対しラ
イト用レジスタにラッチされている8ビットラップデー
タb8〜b15がこのライト用レジスタ活性化信号φW
Bに応答して転送され、グローバルIO線対GIOを介
して選択されたメモリセルへデータが書込まれる。
【0291】この上述の動作を繰返すことにより、1行
のワード線に接続されるすべてのメモリセルへの連続ア
クセスが可能となる。
【0292】ここで、ライト用レジスタからのデータ転
送タイミングは、ラップ長の中間でデータを転送する場
合には、先に示した、ラップデータの中途でデータの書
込を停止した構成と同様、8ビットラップデータが書込
まれた時点におけるクロック信号の立上がりに応答して
ライト用レジスタの活性化信号が発生されてデータの書
込が行なわれる。最終ラップデータが書込まれた場合に
は、通常のデータ書込タイミングと同様最終ラップデー
タが書込まれた後のクロック信号の立上がりエッジでデ
ータの転送が行なわれる。この場合、最終ラップデータ
が書込まれた時点におけるクロック信号の立上がりエッ
ジでデータの書込が実行されてもよい。
【0293】図46に示す構成においては、選択回路4
02は、クロック数選択回路のラップ長データに従って
常時カウンタ400の出力を選択している。この場合、
最初のサイクルにおいてはコラムアドレスバッファ26
aの出力を選択し、次のサイクルにはカウンタ400の
出力を選択するように構成されてもよい。
【0294】なおこの図45ないし47に示す構成にお
いてはデータ書込に対するラップ長の拡張の構成のみを
示している。しかしながら、この場合ライト用レジスタ
の代わりにリード用レジスタを用いれば同様にデータ読
出時におけるラップ長をも拡張することはできる。すな
わち、連続リードサイクルにおいて、メモリアレイの動
作は連続データ書込時と同様である。ライト用レジスタ
活性化信号に代えてリード用レジスタ活性化信号が利用
されるだけである。連続リードサイクルにおいては、出
力バッファを介して8ビット目のラップデータが読出さ
れた時点で、次の8ビットラップデータがリード用レジ
スタに格納される。リード用レジスタからのデータ読出
と平行してメモリアレイにおいて、次のラップデータ用
のための列選択動作が実行される。
【0295】ラップ長8に標準設定されたSDRAMに
おいて、ラップ長4を設定する場合、バンクの数が増加
される構成が利用されてもよく、またバンク数を2とし
たままで、マスクデータを用いて4ビットのラップデー
タのみの書込が行なわれてもよい。データ読出時におい
て、ラップアドレスにより、この4ビットラップデータ
の先頭アドレスが指定されるため、マスクデータなどを
特に用いる必要はなく、4ビット目のデータが読出され
た時点てデータの読出が終了される。
【0296】[ピン配置]図48はこの発明の一実施例
であるSDRAMを収納するパッケージの外観を示す図
である。この発明の一実施例である16MSDRAM
は、44ピン、リードピッチ0.8mm,400mi
l,TSOP TypeIIに収納される。このパッケ
ージは、標準16MDRAMが収納されるSOJ(シン
グルアウトラインジェイリーディットパッケージ)など
と同じ大きさでありながら、リードピッチが小さく、ピ
ン数を多くとれるという長所を有する。
【0297】図48において、このパッケージに収納さ
れるSDRAMは、ボンディングワイヤの切換により、
×4構成と×8構成を実現する。
【0298】ピン番号1、22に電源電位Vccが与え
られる。データ入出力端子はパッケージ中央部に配置さ
れ、ピン番号9、10、12、13、32、33、35
および36のピン番号のピン端子がデータ入出力端子D
Q0〜DQ7として利用される(ただし×8構成の場
合)。
【0299】データ入出力端子DQ0、DQ1およびD
Q7ならびにDQ6を挟んで、入出力バッファに用いら
れるための電源電位Vcc(Q)を受けるピン端子(番
号11および34)と、接地電位Vss(Q)を受ける
ピン番号8および37のピン端子が配置される。このデ
ータ入出力に対して入出力バッファ専用に用いられる電
源電位Vcc(Q)およびVss(Q)を利用すること
により、高速でデータの入出力を行なう際に生じるデー
タ入出力端子の充放電に伴うノイズを効果的に低減する
ことができ、内部動作の安定化を保証する。
【0300】パッケージの両端のピン番号1および22
のピン端子には電源電位Vccが与えられ、ピン番号2
3および44のピン端子には接地電位Vssが与えられ
る。ピン番号2のピン端に子は書込許可信号/WEが与
えられ、ピン番号3のピン端子には外部ロウアドレスス
トローブ信号/RASが与えられる。ピン番号4の端子
へはクロックイネーブル信号/CKEが与えられる。こ
のクロックイネーブル信号/CKEは、先の実施例にお
いては特に説明していないが、このSDRAMにおいて
固有の動作モード設定時にクロックバッファを選択的に
不活性化するために利用される。ピン番号5のピン端子
にクロック信号CLKが与えられる。アドレス信号ビッ
トA0〜A11は、ピン番号18ないし21、24ない
し29、17および16へそれぞれ与えられる。ピン番
号16へ与えられるアドレス信号ビットA11は、バン
ク選択信号BSとして利用される。すなわちこの場合、
2バンク構成が利用される。このアドレスピン端子16
ないし29へ与えられるアドレス信号は行アドレス信号
と列アドレス信号とが時分割して与えられる。×8構成
においては、アドレス信号ビットA0〜A8またはA0
〜A9が列アドレス信号として用いられる。いずれが用
いられるかは、内部のリフレッシュサイクルにおけるリ
フレッシュ単位により決定される。
【0301】ピン番号41のピン端子へはライトマスク
指示信号WMが与えられ、ピン番号42のピン端子には
出力許可信号(出力イネーブル信号)/OEが与えら
れ、ピン番号43のピン端子にはコラムアドレスストロ
ーブ信号/CASが与えられる。ピン番号7、38のピ
ン端子へ与えられる電圧VTおよびピン番号15および
30のピン端子へ与えられる電圧Vrefは、このSD
RAMがGTLインターフェースで利用される場合に必
要とされる基準電位である。GTLレベルとは、“H”
および“L”の比較基準電位が0.8Vであり、その信
号の論理振幅が0.8Vのレベルの信号である。近年、
高速で動作するマイクロプロセッサにおいて提案されて
いる。
【0302】ピン番号6、39、40のピン端子は未使
用であり、その仕様は定義されていない。
【0303】×4構成の場合には、ピン端子12、1
3、32および33のピン端子(データ入出力端子)は
マスクデータ入出力端子として利用される。このマスク
データM0〜M3は、特定のデータ入出力ピン端子を介
してのデータの書込に対しマスクをかける。このような
ライトパービット動作を実現する構成は、容易に実現す
ることができ、データ入出力端子と同時にマスクデータ
が与えられてその入力バッファを不活性状態にする構成
が利用されてもよい。またこれに代えて、特定のたとえ
ばWCBR条件下においてマスクデータを取込んで内部
のレジスタ回路でラッチしておき、連続アクセス中はそ
のレジスタに保持されたマスクデータに従って特定のデ
ータ入出力端子を介して与えられるデータを無効とする
かまたは入力バッファを不活性状態に維持する構成が利
用されればよい。
【0304】マスクデータとM0〜M3とデータ入出力
DQ0〜DQ3との対応関係は、たとえばマスクデータ
M0を“H”に設定するとデータ入出力端子DQ0が書
込禁止状態とされる。このマスク機能は、以下の点にお
いて有益である。
【0305】図49に示すように、各々が4Mワード×
4ビットの構成を備える8個の記憶装置ST0〜ST7
が1つのモジュールを構成する記憶ユニットを考える。
通常、データ処理においては、8ビットに対して1ビッ
トのエラーチェック用のパリティビットが付加される。
この場合、パリティビット用として4Mワード×4構成
のSDRAM、SD8を利用する。このメモリ装置SD
8は、各々4Mワード×1のメモリユニットPB0〜P
B3を含む。メモリユニットPB0〜PB3はそれぞれ
データ入出力端子DQ0〜DQ3に対応する。1つのメ
モリユニットPBは記憶モジュールを構成するメモリ装
置ST0〜ST7のうちの2つのメモリ装置に対応す
る。
【0306】この場合、データバスDBへは4×8プラ
ス4の合計36ビットのデータが伝達される。パリティ
チェックを行なって、パリティビットを書換える必要が
ない場合には、このマスクデータMを“H”に設定す
る。この場合、パリティビットの書換が禁止され、この
書換は実行されない。たとえば、記憶ユニットST8に
おいてメモリユニットPB0がメモリ装置ST0および
ST1に対するパリティビットを記憶するためのユニッ
トとして用いられた場合、このメモリユニットST0お
よびST1の書込データに応じたパリティビットの書換
/書込禁止が行なわれる。この場合、メモリモジュール
において、単位データビットそれぞれ独立にパリティビ
ットの書換/書換禁止を実行することができ、柔軟にパ
リティビットの格納を行なうことができる。通常、デー
タは32ビットデータワードにおいても8ビット単位の
データワードが存在する場合もある。このため、パリテ
ィビットをこのデータワードの構成に応じて柔軟に設定
することもできる。
【0307】[実施例2]先に示した同期型半導体記憶
装置においては、外部から与えられるクロック信号に同
期して制御信号、アドレス信号および入力データなどの
装置内部への取込みが実行されている。同期型半導体記
憶装置は複数のバンクを備えている。このバンクを交互
にアクセスすることにより、インターリーブ方法をSD
RAM内部で実現することができる。メモリサイクルは
制御信号/RASの活性化期間(“L”の期間)で決定
されている。バンクを切換えるためには、この制御信号
/RASを一旦“H”の不活性状態に立上げる必要があ
る。バンクアドレスを設定するためである。連続的にバ
ンク#1およびバンク#2を交互にアクセスするために
は2つの方法が考えられる。
【0308】第1の方法は、バンク#1およびバンク#
2に対しそれぞれ独立に制御信号/RASを設けること
である。第2の方法は、外部制御信号をすべてワンショ
ットのパルスに設定する方法である。動作モードの指定
は、この外部制御信号の組合せで決定する。動作モード
を指定する必要があるときのみ制御信号を所定の組合せ
に設定する。SDRAM内部ではこの設定された動作に
従って必要な動作が実行される。このように制御信号を
パルス化することにより、制御信号/RASに従ってア
ドレス信号を取込む場合においても、一方のバンクにア
クセス中に他方のバンクをプリチャージすることが可能
となる。またこの制御信号をすべてパルス化する方式
は、制御信号がアドレス信号と同様の信号形態となり、
制御信号の生成が極めて容易となるという利点をも合わ
せて有する。必要とされる信号をすべて同一の形態の信
号で生成すればよく、外部処理装置に余分の負荷をかけ
る必要がないためである。以下この制御信号をパルス方
式とする構成について説明する。
【0309】[信号の定義]信号はすべてパルス化され
ており、実行される動作は制御信号の組合せにより決定
される。まず、各制御信号の状態とそのときに行なわれ
る動作モードとの対応関係について説明する。
【0310】図50は、この発明の第2の実施例である
パルス方式同期型半導体記憶装置のピン配置を示す図で
ある。図50に示す同期型半導体記憶装置は、図48に
示す第1の実施例の同期型半導体装置と同様、1ワード
が4ビットの構成と、1ワードが8ビットの構成を備え
る。ワード構成の設定はパッドのボンディングにより切
換える。
【0311】ピン番号1、5、9、22、36、および
40のピン端子へ動作電源電圧Vccが与えられる。ピ
ン番号5、9、36、および40へ与えられる動作電源
電圧Vcc(図50においてはVccQと示す)は、入
出力回路(特に、入出力バッファ)に利用される。ピン
番号3、7、23、38、および42のピン端子へ接地
電位Vssが与えられる。ピン番号3、7、38、およ
び42へ与えられる接地電位Vss(図50において符
号VssQで示す)は入出力回路に利用される。動作電
源電圧を入出力回路用と残りの回路用と2つに分けてい
るのは、電源線および接地線におけるノイズの発生を防
止するためである。特に、入出力回路用に動作電源電圧
VccQためのピン端子および接地電位VssQのため
のピン端子をそれぞれ4つ設けているのは、グランドバ
ウンスなどによるノイズの発生を確実に防止するためで
ある。電源線および接地線を分散させることにより、配
線の寄生インダクタンス成分を低減し、リンギングの発
生を防止し、また同様スパイクノイズが発生してもその
スパイクノイズの影響をごく部分的に抑制する。
【0312】ピン番号2、4、6、8、37、39、4
1および43のピン端子はデータ入出力のために用いら
れる(1ワード8ビットの構成の場合)。1ワードが4
ビット構成の場合、ピン番号2、6、39および43の
ピン端子はマスクデータM0〜M3を入力するために利
用される。
【0313】ピン番号17ないし21および24ないし
29のピン端子ははアドレス信号入力端子として用いら
れる。ピン番号16のピン端子へはバンクを指定するた
めのバンクアドレスBAが与えられる。ピン番号12の
ピン端子へライトイネーブル信号/WEが与えられる。
ピン番号13のピン端子へ列アドレスストローブ信号/
CASが与えられる。ピン番号14のピン端子へ行アド
レスストローブ信号/RASが与えられる。ピン番号3
3のピン端子へデータ入出力/マスク信号DQMが与え
られる。この信号DQMは先の実施例における出力イネ
ーブル信号/OEおよびライトマスク信号WM両者の組
合せに対応する。ピン番号32のピン端子へクロック信
号CLKが与えられる。ピン番号31のピン端子へ、ク
ロック信号CLKを取込み内部クロック信号を発生する
クロックバッファの活性化/不活性化を制御するための
クロックバッファイネーブル信号/CKEが与えられ
る。ピン番号15のピン端子へは半導体記憶装置が選択
状態であることを示すチップセレクト信号/CSが与え
られる。
【0314】これらの制御信号はパルスの形態で動作モ
ードを指定するサイクルにおいてのみ与えられる。すべ
ての制御信号、アドレス信号およびデータはすべてクロ
ック信号CLKの立上がりエッジで内部に取込まれる。
制御信号/WE、/CAS、/RAS、/CSおよびD
QMのクロック信号CLKの立上がりエッジにおける状
態の組合せに従って装置内部で指定された動作モードの
判別が実行される。次にこの制御信号と指定された動作
モードとの対応関係について説明する。
【0315】図51は、制御信号の状態とそのときに指
定される動作モードとの対応関係を示す図である。以
下、図51を参照して、制御信号と動作モードとの関係
について説明する。
【0316】(a) /CS=/RAS=“L”かつ/
CAS=/WE=“H” この状態では、行アドレスの取込みが指定されかつアレ
イの活性化が指定される。すなわち、行アドレスを取込
みかつ併せてバンクアドレスも取込み選択されたバンク
において行選択に関連する動作が実行される。
【0317】(b) /CS=/CAS=“L”かつ/
RAS=/WE=“H” この状態では列アドレスの取込みが指定されかつデータ
読出動作モードが指定される。この動作モードにおいて
は、読出データレジスタが選択され、選択されたメモリ
セルの読出データレジスタへのデータ転送動作が実行さ
れる。
【0318】(c) /CS=/CAS=/WE=
“L”かつ/RAS=“H” この状態は、列アドレスの取込みおよびデータ書込動作
を指定する。この動作モードにおいては、書込レジスタ
の活性化が行なわれ、与えられたデータの書込レジスタ
および選択メモリセルへの書込が行なわれる。
【0319】(d) /CS=/RAS=/WE=
“L”かつ/CAS=“H” アレイがプリチャージ状態とされかつセルリフレッシュ
の終了が指定される。
【0320】(e) /CS=/RAS=/CAS=
“L”かつ/WE=“H” この状態ではリフレッシュが指定されかつセルフリフレ
ッシュ動作が開始される。この動作モードにおいては、
内部でリフレッシュアドレスの生成が行なわれ、選択行
におけるメモリセルのリフレッシュが、内蔵されたアド
レスカウンタおよびタイマを用いて実行される。
【0321】 (f) /CS=/RAS=/CAS=/WE=“L” この動作モードにおいては、モードレジスタにデータが
セットされる。このモードレジスタは、特に説明してい
ないが、同期型半導体記憶装置における固有の動作モー
ドを指定するためにモードレジスタが設けられており、
このモードレジスタに設定されたデータに従って、所望
の動作が実行される。このようなモードレジスタの用途
としては、先の実施例におけるラップ長の設定、ラップ
長シーケンスの設定などがある。
【0322】(g) DQM=“L” この動作モードにおいては、先に信号/CASおよび/
WEにより決定された動作モードにおいて、データの書
込または読出が実行される。すなわち、外部から与えら
れた書込データの書込レジスタへの格納または読出デー
タレジスタに格納されたデータの読出が実行される。
【0323】(h) DQM=“H” この動作モードにおいては、データの読出が不活性状態
とされ、かつライトマスク動作(連続ビットデータ(ラ
ップデータ)におけるマスク動作)が指定される。書込
データに対するマスキングは、この信号DQMが“H”
となった次のクロック信号CLKの立上がりエッジにお
いて与えられたデータに対し行なわれる。1クロック遅
らせて書込データにマスクをかけることにより、制御信
号のタイミング設定が容易となる(図20ないし図27
参照)。
【0324】(i) /CS=“L”かつ/RAS=/
CAS=/WE=“H” この状態においては動作に変化はない。どの動作モード
も指定されない。半導体記憶装置が選択状態にあるだけ
である。
【0325】(j) /CS=“H” この状態においては、SDRAMは非選択状態であり、
信号/RAS、/CAS、および/WEは無視される。
【0326】ここで、図51において符号“−”で示さ
れる信号状態は「ドントケア」状態,および“X”は
「任意」状態を示す。次に具体的動作について説明す
る。
【0327】図52は、第2の実施例であるSDRAM
のデータ読出時における動作を示す外部信号の状態を示
すタイミングチャート図である。以下、データ読出動作
について説明する。
【0328】サイクル1において、クロック信号CLK
の立上がりエッジにおいて、信号/RASが“L”、信
号/CASおよび/WEがともに“H”に設定される。
このとき、行アドレス信号ビットA0〜A10が行アド
レス信号Xaとして取込まれ内部アドレスが生成され
る。このとき同時に、バンクアドレス信号BAも取込ま
れる。バンクアドレス信号BAは“0”である。この場
合、バンクアドレスBAに対応するバンクが選択され
る。バンクアドレスに合わせてSDRAMはバンク0お
よびバンク1を有すると想定する。バンク0において、
行デコード動作およびアレイの活性化が実行される。
【0329】1クロック置いて、サイクル3において、
クロック信号CLKの立上がりエッジで信号/RASお
よび/WEが“H”に設定され、信号/CASが“L”
に設定される。この状態は、データの読出を示しかつこ
のサイクル3のクロック信号CLKの立上がりエッジで
アドレス信号ビットA0〜A10が列アドレス信号Yb
として取込まれる。これにより内部で行アドレス信号X
aおよび列アドレス信号Ybに従う行および列の選択動
作が実行され、選択されたメモリセルのデータが読出デ
ータレジスタへ格納される。6クロックサイクル後のサ
イクル7においてデータが読出される。この場合、信号
DQMが予め“L”に設定される。これによりデータ読
出が可能となる。
【0330】サイクル7において、読出用レジスタに格
納された8個のデータが順次クロック信号CLKの立上
がりエッジに同期して読出される。連続8ビットのデー
タをb0〜b7として示す。このデータ読出と並行し
て、サイクル7においてクロック信号CLKの立上がり
エッジで信号/RASおよび/WEを“L”に設定し、
信号/CASを“H”に設定する。このとき併せてバン
クアドレスBAが“0”に設定される。これによりバン
ク0のプリチャージが指定され、バンク0のアレイのプ
リチャージが実行される。
【0331】ここで、信号DQMはデータ読出時におい
て2クロックサイクル遅れて読出用レジスタの活性化/
不活性化を制御する。データの読出のための制御信号の
タイミング設定を容易とするためである。出力バッファ
およびリードレジスタのシフトの制御をこの信号DQM
が“L”となってから2クロック経過した後に活性化す
る構成が利用されればよい。この構成は、信号DQMを
2クロック期間遅延させる遅延回路を利用することによ
り容易に実現される。
【0332】プリチャージ状態に入ったバンク0は所定
のRASプリチャージ期間(2ないし3クロックサイク
ル)が経過した後再び活性化することができる。
【0333】サイクル11においてクロック信号CLK
の立上がりエッジで、信号/RASが“L”、信号/C
ASおよび/WEがともに“H”となる。バンクアドレ
ス信号BAは“0”となる。バンク0が再び活性化され
る。同時に行アドレス信号Xcの取込みが実行される。
【0334】サイクル13におけるクロック信号CLK
の立上がりエッジで信号/CASが“L”、信号/RA
Sおよび/WEがともに“H”に設定される。列アドレ
ス信号Ydの取込みが行なわれるとともにデータ読出動
作が指定される。バンク0において、行アドレスXcお
よび列アドレスYdに従って選択動作が実行され、選択
されたメモリセルのデータが再び読出データレジスタへ
転送される。データの出力は信号/RASが“L”に入
ったメモリサイクルの開始から6クロックをカウントし
た後に実行される。この状態においては、信号DQMは
“L”となっており、出力イネーブル状態を示してい
る。
【0335】サイクル17においてクロック信号CLK
の立上がりエッジでアドレスXcおよびYdにより選択
された8個のデータd0〜d7が順次クロック信号CL
Kの立上がりに応答して読出される。サイクル17にお
いて同時に信号/RASおよび/WEを“L”とし、バ
ンクアドレス信号BAを“L”とする。これによりバン
ク0は再びプリチャージ状態に入る。
【0336】次にサイクル19において、信号/RAS
を“L”、信号/CASおよび/WEを“H”とし、バ
ンクアドレスBAを“1”とする。この状態においては
バンク1が選択され、そのときに与えられていたアドレ
ス信号ビットA0〜A10が行アドレスXeとして取込
まれる。これにより、バンク1において行アドレスXe
に従った行選択動作が実行される。
【0337】サイクル21におけるクロック信号CLK
の立上がりエッジで信号/RASおよび/WEを“H”
に設定しかつ信号/CASを“L”に設定する。これに
よりバンク1に対するデータ読出動作が指定される。こ
のとき同時に、列アドレスYfが取込まれる。信号DQ
Mは“L”の状態にあり出力イネーブル状態を示してい
る。バンク0からデータd7が読出された後、次のクロ
ックサイクル25のクロック信号CLKの立上がりエッ
ジでバンク1からのデータf0が読出される。このとき
また信号/RASが“L”、信号/WEが“L”および
信号/CASが“H”に設定され、バンクアドレス信号
BAが“1”であり、バンク1のプリチャージが指定さ
れる。データレジスタからは続いてバンク1のデータが
読出される。バンク1においてはプリチャージが実行さ
れる。
【0338】サイクル28において、再び信号/RAS
“L”、信号/CASおよび/WEを“H”に設定し、
バンクアドレス信号BAを“0”と設定することにより
バンク0が再び活性化される。
【0339】サイクル28のクロック信号CLKの立上
がり時において、クロックバッファイネーブル信号/C
KEを“H”に設定する。信号/CKEはクロックバッ
ファをイネーブル/ディセーブルする信号である。信号
/CKEが“H”となると、読出用レジスタにおけるレ
ジスタのシフトクロックの発生が次のクロックサイクル
において禁止される。すなわち、サイクル29において
読出されたデータf4が次のサイクル30においても連
続して読出される。これにより、SDRAM外部におい
て、データを処理している装置においてデータの処理速
度がこのデータ読出に追随できないかまたは必要なデー
タが揃わない場合にこのクロックバッファイネーブル信
号/CKEを“H”と設定することにより所定期間同一
データを出力し続けることができる。この動作は“サス
ペンデッドアウトプット”と呼ばれる。
【0340】サイクル30において、バンク0における
列アドレスYhの取込みが行なわれ、サイクル34にお
いてバンク0のプリチャージが実行される。
【0341】上述のように、信号/RASをパルス方式
で印加することにより、動作サイクルの最初の期間のみ
制御信号/RAS、/CASおよび/WEを所定の状態
に組合せることにより動作モードが指定されるため、容
易にバンクの切換を行なうことができ、バンク0の活性
化時にバンク1のプリチャージを行なうことができる。
したがって、RASプリチャージ時間を考慮する必要が
なく、連続して交互にバンク0およびバンク1からデー
タを読出すことができ、高速でデータを読出すことが可
能となる。
【0342】また「サスペンデッドアウトプット」動作
モードを設けることにより、容易に連続データ読出中に
おいても処理装置の動作速度に併せてデータの取込みを
行なうことが可能となり、システムのタイミング設計が
容易となる。ここで、外部から見た場合、信号/CKE
が“H”となってから2つ目のクロック信号が消去され
ているように示される。これは内部的には、次のクロッ
ク信号の立上がりエッジでレジスタのシフト動作が実行
されるため、内部的には信号/CKEが“H”となった
次のサイクルのクロックが消去される。
【0343】図53はこの発明の第2の実施例であるS
DRAMのデータ書込動作を示す図である。書込動作は
信号/CASの立下がりと同時に信号/WEを“L”と
設定することにより指定される。図53においては、ま
ずバンク0に対するデータ書込動作が指定される。この
状態においては、信号/CASおよび/WEの“L”へ
の設定と同時に書込レジスタへのデータの書込すなわち
外部データの取込みが実行される。書込動作時において
は信号DQMは外部的には、1クロック遅れてデータの
取込みをイネーブル/ディセーブルする。
【0344】データ書込時においては、入力バッファへ
のデータの取込みを書込指示と同時に行なえばよいだけ
であるためである。このときまだ書込レジスタの状態が
完全にリセットされていなくてもよい。次のクロックサ
イクルまでにレジスタのリセット状態が確定し、データ
b0の書込が行なえればよいためである。このため読出
動作時と異なり信号DQMはデータ書込よりも1クロッ
ク遅れてデータ書込のイネーブル/ディセーブルを制御
する。データ読出時においては、メモリサイクル開始後
クロック信号CLK6個カウントした後に読出動作が行
なわれる。このときまでに出力バッファを動作可能状態
としておく必要があるとともに、レジスタから与えられ
たデータを出力バッファに取込み読出す必要がある。こ
のため信号DQMは書込モード時より早くイネーブルさ
れる。
【0345】信号DQMを“H”に設定すると、次のク
ロックサイクルで与えられる書込データに対しマスクが
かけられる。1クロックサイクル遅れたデータに対しマ
スクがかけられるのは、タイミングの設定を容易とする
ためである。この1クロック遅れてデータに対しマスク
をかける構成は、図20に示す構成において、書込マス
クデータWMが1クロック遅れてライトマスクデータ発
生回路へ与えられる構成が利用されればよい。この1ク
ロック遅れたデータに対しマスクをかける構成とするこ
とにより、ラップアドレスデコーダからのラップアドレ
スに対するタイミング設計が容易となる。
【0346】このデータ書込モード時においても、信号
/CKEを“H”に設定すると、次のクロックサイクル
で与えられるデータf6がその次のクロックサイクルに
おいても引き続き入力される。書込用レジスタにおける
レジスタのシフト動作が禁止される。これにより、デー
タ書込時において、必要なデータが揃ったときにデータ
を書込むことが可能となる。この動作は「サスベンデッ
ドインプット」と呼ばれる。
【0347】上述のように、各命令およびアドレス信号
は外部クロック信号CLKの立上がりエッジで取込まれ
る。命令およびアドレス信号はいつ与えられるか予め想
定することはできない。このため、外部クロック信号C
LKの立上がりエッジでこれらの外部制御信号を取込み
内部制御信号を発生し状態を安定させる必要がある。こ
のための入力部の構成について次に説明する。
【0348】図54は、信号/RAS、/CASおよび
/WEを外部クロック信号CLKに同期して取込むバッ
ファ回路の構成を示す図である。図54においては、外
部信号と内部信号とを区別するために、外部信号に対し
ては符号“ext.”を付す。
【0349】図54において、RASバッファは、外部
制御信号ext./CSが“L”のときに活性化され、
外部クロック信号ext.CLKに同期して外部制御信
号ext./RASを取込み内部制御信号/RASを発
生する。CASバッファ504は、外部制御信号ex
t./CSの“L”に応答して活性化され、外部クロッ
ク信号ext.CLKの立上がりエッジで外部制御信号
ext./CSを取込み内部制御信号/CASを発生す
る。WEバッファ506は、外部制御信号ext./C
Sの“L”に応答して活性化され、外部クロック信号e
xt.CLKの立上りエッジで信号ext./WEを取
込み内部信号/WEを発生する。バッファ502、50
4および506は図35に示すようなダイナミックラッ
チを用いて構成される。この図35に示すダイナミック
ラッチを外部制御信号ext./CSでイネーブル/デ
ィセーブルする構成には、ラッチイネーブル信号φLE
発生系として、外部クロック信号ext.CLKをその
真入力に受け、外部制御信号/CSをその偽入力に受け
るAND回路が利用されればよい。
【0350】図55は、内部アドレス信号を発生するた
めの回路構成を示す図である。図55において、クロッ
クバッファ508は、外部クロック信号ext.CLK
をバッファ処理して内部クロック信号CLKを生成す
る。状態デコーダ510は、内部制御信号/RAS、/
CSおよび/WEをこのクロックバッファ508からの
内部クロック信号CLKの立上がりエッジで取込みその
信号の状態を判別し、必要な内部制御信号を生成する。
状態デコーダ510は、信号/RAS、/CASおよび
/WEがアドレス信号の取込みを指定している場合に
は、アドレスバッファ512を活性化する。アドレスバ
ッファ512は、この状態デコーダ510からのデコー
ド結果信号に従って外部クロック信号ext.CLKの
立上がりエッジで外部アドレスext.Aiを取込み内
部アドレスAiを生成する。
【0351】上述のように、バッファ502、504、
506を外部クロック信号ext.CLKの立上がりエ
ッジごとに動作させる必要がある。特に、アドレスバッ
ファは行および列アドレス信号ビットそれぞれに対して
設ける必要があり数が多い(行アドレス信号ビットA0
〜A10および列アドレス信号ビットA0〜A10の合
計20)。したがってアドレスバッファをクロック信号
ext.CLKの立上りエッジごとに動作させると、消
費電力が極めて大きくなる。
【0352】このアドレスバッファにおける消費電力を
低減する構成として図55に示すように制御信号/RA
S、/CAS、および/WEがアドレス信号の取込みの
みを指定しているときのみに活性化する。この場合、ア
ドレス信号に要求されるホールド時間が長くなる問題が
生じる。すなわち、アドレスバッファ512は、状態デ
コーダ510の判別結果が確定した後に外部アドレス信
号ext.Aiを取込む。外部から見たアドレス信号の
ホールド時間は制御信号/RASなどの制御信号を取込
むクロック信号CLKと同じクロック信号の立上がりエ
ッジから定義される。したがって、この状態デコーダ5
10における命令の判定時間分だけアドレス信号のホー
ルド時間が長くなる。たとえば制御信号/RASなどに
要求されるホールド時間は3nsであり、一方アドレス
信号に要求されるホールド時間は6nsというような事
態が発生する。これは制御信号をアドレス信号と同様の
パルス信号で与える利点を損なう。各信号に要求される
条件が異なるためである。アドレス信号のセットアップ
時間およびホールド時間は高速化された装置に対しては
できるだけ短くするのが好ましい。
【0353】また図55に示すようなクロックバッファ
508は、いつ活性化されるか予測できない外部制御信
号を取込む必要があるため、常に動作させる必要があ
る。これはスタンドバイ電流の増大を招く。
【0354】[バッファ回路の構成]そこで、以下に図
54および図55に示す構成の有する欠点を除去するた
めの外部信号入力用バッファ回路の構成について順に説
明する。
【0355】図56は、この発明の第2の実施例である
SDRAMの内部制御信号発生系の構成を概略的に示す
ブロック図である。図56においては、メモリアレイは
第1のバンク(バンク0)600aと第2のバンク(バ
ンク1)600bと2つのバンクを含む。このバンク6
00aおよび600bは、図1に示す回路部分200を
含む。図56においては、図面の煩雑化を避けるため
に、内部制御信号はバンク600aおよび600b共通
に発生するように示される。バンクアドレス信号BAに
従って一方のバンクのみが活性化され、活性化されたバ
ンクに対してのみ制御信号が与えられる。バンク600
aおよび600bの内部構成は先の実施例のものと同様
である。
【0356】図56において、内部制御系は、外部制御
信号ext./CSをバッファ処理して内部制御信号/
CSを発生するCSバッファ614と、外部から与えら
れるクロックバッファイネーブル信号ext./CKE
に応答して制御信号CLKBEおよび/CKEを発生す
るCKEバッファ612と、制御信号CLKBEおよび
/CKEに応答して活性化され、外部からのクロック信
号ext.CLKをバッファ処理して内部クロック信号
CLK1およびCLK2を発生するクロックバッファ6
10を含む。
【0357】CKEバッファ612は、外部制御信号e
xt./CKEが不活性状態のとき(“H”レベルのと
き)、クロックバッファ610からのクロック信号CL
K1およびCLK2の発生を停止させる。CKEバッフ
ァ612はクロックバッファ610からの第1の内部ク
ロック信号CLK1に同期して外部制御信号ext./
CKEを取込み内部制御信号/CKEを発生する。制御
信号/CKEはクロックバッファ610へまた与えられ
る。クロックバッファ610はこの内部制御信号/CK
Eに応答して、外部クロック信号ext.CLKに同期
した第2の内部クロック信号CLK2を発生する。CK
Eバッファ612はまたは、後に詳細にその構成を説明
するが、特殊モードが設定されたとき、外部制御信号e
xt./CKEをクロック信号CLK1(すなわち外部
クロック信号ext.CLK)と非同期で取込み制御信
号CLKBEを発生しかつクロック信号CLK1および
CLK2の発生を禁止する。
【0358】すなわち、クロックバッファ610は、C
KEバッファ612からの制御信号CLKBEおよび/
CKEを並列に受け、その活性化/不活性化が制御され
る。制御信号CLKBEおよび/CKEの一方が活性状
態にあれば、クロックバッファ610は内部クロック信
号を発生する。特殊モードが指定されたときのみクロッ
クバッファ610の内部クロック信号の発生が停止され
る。ここで、クロックバッファ610から第1の内部ク
ロック信号CLK1および第2のクロック信号CLK2
と2つのクロック信号が発生されているのはセルフリフ
レッシュ時、およびスタンバイ動作時において不必要な
バッファ回路の動作を禁止するためである。すなわち第
1の内部クロック信号CLK1は、外部制御信号ex
t./RAS、ext./CASおよびext./WE
などの制御信号を取込むために用いられる。第2の内部
クロック信号CLK2はデータの入出力を制御するため
に利用される。この第2のクロック信号CLK2をデー
タの入出力制御系のみに与えることにより、前述のサス
ペンデッドインプット動作およびサスペンデッドアウト
プット動作を実現することができる。
【0359】SDRAMはさらに、CSバッファ614
からの内部制御信号/CSに応答して活性化され、外部
制御信号ext./RAS、ext./CAS、ex
t./WEおよびext.DQMを取込み内部制御信号
を発生する第1の制御信号発生回路616と、第1の制
御信号発生回路616からの制御信号に応答して、選択
されたアレイを駆動する制御信号を発生する第2の制御
信号発生回路618と、第1の制御信号発生回路616
からのリフレッシュ指示に応答してリフレッシュ動作を
行なうリフレッシュ回路620を含む。
【0360】第1の制御信号発生回路616は、第1の
内部クロック信号CLK1に応答して外部制御信号ex
t./RAS、ext./CAS、およびext./W
Eを取込みそのときの信号の状態の組合せにより指定さ
れた動作モードを判別する。この判別結果に従って、第
1の制御信号発生回路616は、書込制御信号φW、読
出制御信号φO、行選択制御信号φRおよび列選択制御
信号φC、行アドレスバッファ活性化信号RADEおよ
び列アドレスバッファ活性化信号CADEを発生する。
第1の制御信号発生回路616はまた外部制御信号ex
t.DQMを第1の内部クロック信号CLK1の立上が
りエッジで取込み、入出力バッファをイネーブル状態と
する。
【0361】第2の制御信号発生回路618は、第1の
内部クロック信号CLK1およびバンクアドレス信号B
Aを受け、第1の制御信号発生回路616からの制御信
号に従って、センスアンプ活性化信号φSA、プリアン
プ活性化信号φPA、書込用レジスタ活性化信号φW
B、入力バッファ活性化信号φDB、および出力バッフ
ァイネーブル信号φOEを発生する。第2の制御信号発
生回路618から発生される制御信号φWB、φDBお
よびφOEは、第1の内部クロック信号CLK1により
決定される。すなわち、内部クロック信号CLK1の所
定のカウント数に従ってこれらの制御信号φWB、φD
BおよびφOEが発生される。
【0362】リフレッシュ回路620は、第1の制御信
号発生回路616からのリフレッシュ指示に従ってリフ
レッシュアドレスSRAを発生するとともに、アドレス
バッファから与えられる内部行アドレスXaに代えてこ
のリフレッシュアドレスSRAをバンク600aおよび
600bへ与える(バンク600aおよび600bが同
時にリフレッシュされる場合)。リフレッシュ回路62
0は、このリフレッシュアドレスを発生するためのアド
レスカウンタ、およびリフレッシュアドレスと通常の内
部行アドレスとを切換るためのマルチプレクサを含む。
リフレッシュ間隔を規定するタイマは第1の制御信号発
生回路616に含まれる。リフレッシュ回路620から
のリフレッシュアドレスSRAは、後に説明するアドレ
スバッファ624へ与えられ、アドレスバッファ624
の前段にこのリフレッシュアドレスSRAと通常の外部
アドレスext.Aとを切換るマルチプレクサが設けら
れてもよい。この場合、第1の制御信号発生回路616
が、リフレッシュ指示が与えられた場合には、行アドレ
スバッファ活性化信号RADEおよび行選択制御信号φ
Rを発生する。
【0363】SDRAMはさらに、第1の制御信号発生
回路616からの行アドレスバッファ活性化信号RAD
Eおよび列アドレスバッファ活性化信号CADEに応答
して活性化され、外部アドレス信号ext.Aをそれぞ
れ行アドレス信号および列アドレス信号として取込み内
部行アドレス信号Xaおよび内部列アドレス信号Yaお
よびバンクアドレス信号BAを発生するアドレスバッフ
ァ624と、第2の内部クロック信号CLK2に応答し
て動作し、アドレスバッファ624からの所定のビット
の内部列アドレス信号Ymを受けて図1に示すリード用
レジスタおよびライト用レジスタを制御する信号すなわ
ち、ラップアドレスWY、リードレジスタ駆動信号φR
rおよびライト用レジスタ駆動信号φRWを発生するレ
ジスタ制御回路622を含む。このレジスタ制御回路6
22を第2の内部クロック信号CLKに同期して動作さ
せることにより、第2の内部クロック信号CLK2の発
生を停止させた場合に、先に説明したサスペンディッド
インプットおよびサスペンディッドアウトプットの動作
を実現することができる。制御信号φRrまたはφRw
が第2の内部クロック信号CLK2が与えられない場合
発生されないため、レジスタにおけるシフト動作が行な
われないためである。
【0364】この図56に示すように、第1の制御信号
発生回路616への入力としてクロックバッファの活性
化/非活性化を制御する制御信号ext./CKEを設
け、この制御信号によりクロックバッファのバッファ動
作を制御する。クロックバッファ610からは外部クロ
ック信号ext.CLKに同期した内部クロック信号C
LK1およびCLK2が生成される。外部制御信号ex
t./RAS等を取込む第1の制御信号発生回路616
は、第1の内部クロック信号CLK1に同期して(すな
わち外部クロック信号ext.CLKに同期して)外部
制御信号を取込む。CSバッファ614はこの第1の内
部クロック信号CLK1に立上がりエッジで外部制御信
号ext./CSを取込む。
【0365】第1の制御信号発生回路616はこの内部
制御信号/CSが活性状態のときのみ外部制御信号を取
込む。内部クロック信号CLK1が発生されない場合、
第1の制御信号発生回路616およびCSバッファ61
4における外部制御信号の取込みは行なわれない。これ
により、外部制御信号を取込むバッファ回路を常時動作
させる必要がなくなり、消費電力を低減することができ
る。また、クロック信号CLK1が発生されている場合
においても、内部制御信号/CSが不活性状態にあれ
ば、内部制御信号ext./RASなどの取込みは行な
われないため、同様消費電力を低減することができる。
【0366】またアドレスバッファ624は、内部制御
信号RADEおよびCADEが発生されたときのみ外部
アドレス信号ext.Aの取込みを行なう。したがって
アドレスバッファ624もアドレス指定が行なわれたと
きのみアドレスの取込みおよびラッチを行なうため、外
部クロック信号ext.CLKの各サイクルで動作する
ことがなくなり、消費電力が低減される。
【0367】またクロックバッファ610においては、
CKEバッファ612からの制御信号CLKBEおよび
/CKEに従って必要なときのみ活性状態とされる。こ
れにより、クロックバッファ610はSDRAMがアク
セスされないスタンバイ状態時などにおいて外部クロッ
ク信号ext.CLKの取込みを禁止できる。これによ
り必要時においてのみ内部クロック信号CLK1および
CLK2が発生されるため、外部クロック信号ext.
CLKを常時取込む動作を行なう必要がなくなり、同様
消費電力が低減される。次に各回路の具体的構成につい
て説明する。
【0368】図57は、図56に示すCKEバッファお
よびクロックバッファの具体構成を示すブロック図であ
る。図57において、CKEバッファ612は、外部制
御信号ext./CKEを外部クロック信号ext.C
LKと非同期で取込み第1のクロックバッファ活性化信
号CLKBEを発生する非同期/CKEバッファ702
と、外部クロック信号ext.CLK(すなわち第1の
内部クロック信号CLK1)に同期して外部制御信号e
xt./CKEを取込み第2のクロックバッファ活性化
信号CKEを発生する同期/CKEバッファ704と、
外部制御信号ext./CKEが所定回数トグルされた
ときに特殊モードが指定されたことを検出し、特殊モー
ド指令信号LPEを生成するLPE発生回路706を含
む。
【0369】非同期/CKEバッファ702は、LPE
発生回路706からの信号LPEが不活性状態のとき信
号CLKBEを外部制御信号ext./CKEの状態に
関わらず活性状態とする。信号LPEが活性状態となり
特殊動作モードを示すとき、非同期/CKEバッファ7
02は外部制御信号ext./CKEに従って第1のク
ロックバッファ活性化信号CLKBEを発生する。
【0370】同期/CKEバッファ704は第1の内部
クロック信号CLK1に同期して外部制御信号ext.
/CKEを取込み第2のクロックバッファ活性化信号/
CKEを発生する。第1の内部クロック信号CLK1は
外部クロック信号ext.CLKと同期している。した
がって同期/CKEバッファ704は外部クロック信号
ext.CLKに同期して内部制御信号ext./CK
Eを取込み内部制御信号(第2のクロックバッファ活性
化信号/CKE)を発生する。信号LPEが活性状態と
なり、特殊動作モードが指定された場合同期/CKEバ
ッファ704は動作が禁止され、第2のクロックバッフ
ァ活性化信号/CKEを不活性状態とする。
【0371】LPE発生回路706は、特殊動作モード
を検出する。この特殊動作モードの指定は、たとえば外
部制御信号ext./CKEが8回連続してトグルされ
たことにより行なわれる。この外部制御信号ext./
CKEの8回のトグルによる特殊動作モードの指定は単
なる一例であり、この外部制御信号ext./CKEと
他の外部制御信号の状態の組合せにより特殊動作モード
が指定される構成が用いられてもよい。
【0372】クロックバッファ610は、第1のクロッ
クバッファ活性化信号CLKBEに応答して活性化さ
れ、外部クロック信号ext.CLKを取込み第1の内
部クロック信号CLK1を発生する第1のCLKバッフ
ァ708と、第2のクロックバッファ活性化信号/CK
Eに応答して活性化され、第1の内部クロック信号CL
K1を取込み第2の内部クロック信号CLK2を発生す
る第2のCLKバッファ710を含む。第1のCLKバ
ッファ708は、信号CLKBEが活性状態のときのみ
外部クロック信号ext.CLKを取込み第1の内部ク
ロック信号CLK1を発生する。第2のクロックバッフ
ァ710は、信号/CKEが活性状態のときのみ第1の
内部クロック信号CLK1を取込み第2の内部クロック
信号CLK2を発生する。次にこの図57に示す回路の
具体的構成について説明する。
【0373】図58は、図57に示す非同期/CKEバ
ッファの具体的構成を示す図である。非同期/CKEバ
ッファ702は、特殊動作モード指示信号LPEと外部
制御信号ext./CKEを受けるNAND回路750
を含む。信号LPEが“L”のとき、信号CLKBEは
外部制御信号ext./CKEの状態に関わらず“H”
である。信号LPEが“H”にあり特殊動作モードを指
定しているとき、NAND回路750はインバータ回路
として機能する。したがって、第1のクロックバッファ
708は、特殊動作モードが指定されたときには外部制
御信号ext./CKEに従って内部クロック信号CL
K1の発生が制御される。通常、信号LPEが“H”に
設定され特殊動作モードが示されたときには、クロック
バッファの動作が禁止される状態であり、外部制御信号
ext./CKEは“H”の状態に設定される。
【0374】図59は図57に示す同期/CKEバッフ
ァの具体的構成を示す図である。図59において、同期
/CKEバッファ704は、特殊動作モード指示信号L
PEと第1の内部クロック信号CLK1を受けるOR回
路752と、OR回路752の信号の立上がりエッジで
外部制御信号ext./CKEを取込むラッチ回路75
4と、ラッチ回路754の出力をラッチするフリップフ
ロップを構成するNAND回路756および758を含
む。このラッチ回路754には、たとえば図35に示す
ダイナミック型ラッチ回路が用いられる。ダイナミック
型ラッチ回路の場合、クロック入力φLEに与えられる
信号の立下がりエッジで出力が“H”にプリチャージさ
れる。この状態における出力信号の変化を防止するため
にNAND回路756および758が設けられる。
【0375】信号LPEが“L”のとき、OR回路75
2の出力は第1の内部クロック信号CLK1に従って変
化する。ラッチ回路754は、このOR回路752から
の第1のクロック信号CLK1の立上がりエッジで外部
制御信号ext./CKEを取込む。内部信号/CKE
がこの取込まれた外部制御信号ext./CKEの状態
に応じて変化する。NAND回路756および758に
より、ラッチ回路754のプリチャージ期間中も信号/
CKEはラッチした状態に保持される。
【0376】信号LPEが“H”になると、OR回路7
52の出力は“H”となる。ラッチ回路754はしたが
ってこのOR回路752の出力の立上がり時に与えられ
ていた信号のラッチ状態となる。信号LPEが“H”と
されるとき、外部制御信号ext./CKEは“H”に
設定される。これにより内部制御信号/CKEも“H”
となる。これにより、第2のクロックバッファ710の
動作が禁止される。
【0377】図60は、図57に示すLPE発生回路の
構成を示す図である。図60において、LPE発生回路
706は、外部制御信号ext./CKEを所定数(た
とえば8個)カウントし、その所定のカウント値に到達
したときに特殊モード指示信号LPEを発生するカウン
タ760を含む。カウンタ760はそのリセット入力に
リセット信号が与えられるまで、所定のカウント値に到
達したときに発生される信号LPEを持続的に出力し続
ける。
【0378】LPE発生回路706はさらに、特殊動作
モード指示信号LPEと第1のクロックバッファ活性化
信号CLKBEを受けるAND回路762と、外部クロ
ック信号ext.CLKをその真入力に受け、内部制御
信号/CKEをその偽入力に受けるゲート回路766
と、AND回路762とゲート回路766の出力を受け
るOR回路764を含む。OR回路764からカウンタ
760に対しリセット信号が与えられる。カウンタ76
0はこのOR回路764の出力が“H”に立上がるとそ
のカウント値が初期値にリセットされかつ信号LPEが
“L”に設定される。AND回路762は、特殊動作モ
ードから通常のクロックバッファを動作させるモードへ
復帰するために利用される。信号LPEが“H”になる
特殊モード時において、“L”であった信号CLKBE
を“H”に立上げる。これによりカウンタ760がリセ
ットされ、信号LPEが“L”に立下がり特殊動作モー
ドが完了する。
【0379】ゲート回路766は、この特殊動作モード
へ入るために利用される。特殊動作モードに入る場合に
は、外部クロック信号ext.CLKの立上がりエッジ
で外部制御信号ext./CKEが“H”である。した
がってこの特殊動作モード設定時においては信号/CK
Eは持続的に“H”となる。これにより、ゲート回路7
66の出力は“L”となり、特殊動作モード設定時にお
けるカウンタ760のリセットが禁止される。通常動作
モード時においては、信号/CKEは“L”である。ゲ
ート回路766の出力が外部クロック信号ext.CL
Kに従って変化する。カウンタ760はしたがってこの
外部クロック信号ext.CLKに従ってリセットされ
る。
【0380】図61は図57に示す第1のクロックバッ
ファの具体的構成を示す図である。図61において、第
1のクロックバッファ708は、第1のクロックバッフ
ァ活性化信号CLKBEと外部クロック信号ext.C
LKを受けるAND回路770を備える。第1の内部ク
ロック信号CLK1は、第1のクロックバッファ活性化
信号CLKBEが“H”のときに外部クロック信号ex
t.CLKに従って発生される。第1のクロックバッフ
ァ活性化信号CLKBEが“L”のとき、第1の内部ク
ロック信号CLK1の発生は禁止される。
【0381】図62は図57に示す第2のクロックバッ
ファ710の具体的構成を示す図である。図62におい
て、第2のクロックバッファ710は、制御信号/CK
Eを第1の内部クロック信号CLK1の1クロック期間
遅延させるためのレジスタ772と、内部クロック信号
CLK1をその真入力に受け、レジスタ772の出力を
その偽入力に受けるゲート回路774を含む。レジスタ
772は、1段のシフトレジスタで構成され、内部クロ
ック信号CLK1の立上がりエッジで与えられた信号を
取込み次のサイクルのクロックの立上がりエッジに従っ
てこの取込んだ信号を出力する。このレジスタ772を
設けることにより、先に説明したサスペンデッドインプ
ットおよびサスペンデッドアウトプット動作が実現され
る。第2の内部クロック信号CLK2が書込レジスタお
よび読出レジスタの動作を制御するレジスタ制御回路へ
与えられないため、レジスタのシフト動作が停止される
ためである。
【0382】図63は外部制御信号を取込み内部制御信
号を発生する制御信号用バッファ回路の構成を示す図で
ある。図63において、RASバッファ802は、CS
バッファ614からの内部制御信号/CSに応答して活
性化され、第1の内部クロック信号CLK1の立上がり
エッジで外部制御信号ext./RASを取込み内部制
御信号/RASを発生する。
【0383】CASバッファ804は、信号/CSに応
答して活性化され、第1の内部クロック信号CLK1の
立上がりエッジで外部制御信号ext./CASを取込
み内部制御信号/CASを発生する。WEバッファ80
6は、信号/CSに応答して活性化され、外部制御信号
ext./WEを内部クロック信号CLK1の立上がり
エッジで取込み内部制御信号/WEを生成する。このR
ASバッファ802、CASバッファ804およびWE
バッファ806は、図56に示す第1の制御信号発生回
路616に含まれる。この内部制御信号/RAS、/C
Sおよび/WEの状態の組合せにより動作モードの指定
が実行される。
【0384】図64は、図57ないし図62に示すクロ
ック制御系の動作を示す信号波形図である。以下、図5
7ないし図64を参照して内部クロック発生動作につい
て説明する。
【0385】通常動作時、外部制御信号ext./CK
Eおよび信号がLPE“L”のとき、非同期/CKEバ
ッファ702から生成される第1のクロックバッファ活
性化信号CLKBEは“H”であり、第1のクロックバ
ッファ708は外部クロック信号ext.CLKを取込
み第1の内部クロック信号CLK1を生成する。同期/
CKEバッファ704からは、この第1の内部クロック
信号CLK1に同期して、すなわち外部クロック信号e
xt.CLKに同期して外部制御信号ext.CKEの
取込みが行なわれ、内部制御信号/CKEが生成され
る。制御信号/CKEは“L”であり、第2のクロック
バッファ710は、第1の内部クロック信号CLK1に
従って第2の内部クロック信号CLK2を生成する。し
たがって、この状態においては外部クロック信号ex
t.CLKに同期した内部クロック信号CLK1および
CLK2が生成される。この第1の内部クロック信号C
LK1に従って外部制御信号ext./RAS、ex
t./CASおよびex./WEの取込みがバッファ8
02、804および806において行なわれ、内部制御
信号/RAS、/CSおよび/WEが生成される(信号
/CSが“L”の活性状態のとき)。
【0386】外部制御信号ext./CKEを“H”に
設定する。これに応答して、同期/CKEバッファ70
4は第1の内部クロック信号CLK1の立上がりエッジ
で外部制御信号ext./CKEを取込み、“H”の信
号/CKEを生成する。この信号/CKEが“H”に立
上がると、内部クロック信号CLK1の次のクロックサ
イクルにおいて図62に示すゲート回路774が不活性
化され、内部クロック信号CLK2の発生が停止され
る。
【0387】この外部制御信号ext./CKEを連続
して所定回数(図64においては8回)トグルする。こ
のトグル期間においては、同期/CKEバッファ704
はクロック信号CLK1の立上がりエッジで与えられた
信号を取込むため、信号/CKEは持続的に“H”とな
る。これにより図60に示すゲート回路766が不活性
化され、カウンタ760のリセットが禁止される。この
外部制御信号ext./CKEの8回目の“立上がりエ
ッジで信号LPEが“H”に立上がる。これにより、同
期/CKEバッファ704はそのクロック入力へ持続的
に“H”の信号が与えられ、ラッチ状態となる。外部制
御信号ext./CKEはこの内部制御信号LPEより
も先に“H”に立上がる。したがって、同期/CKEバ
ッファ704からは持続的に引き続き“H”の信号/C
KEが発生される。
【0388】一方、非同期/CKEバッファ702は、
この信号LPEが“H”となりかつ外部制御信号ex
t./CKEが“H”となるため、信号CLKBEを
“H”から“L”に立下げる。これにより、第1のクロ
ックバッファ708の動作が禁止され、内部クロック信
号CLK1の発生が停止される。第2のクロックバッフ
ァ710においては、信号/CKEが“H”となると、
第2の内部クロック信号CLK2の発生が禁止される。
したがって、特殊モード設定期間から引き続き第2の内
部クロック信号CLK2の発生が停止される。なおここ
で、特殊動作モード設定期間中に第2の内部クロック信
号CLK2を発生させることも可能である。この構成
は、信号LPEがレジスタ772へ、制御信号/CKE
が信号LPEが“L”のときには伝達され、信号LPE
が“H”となると、伝達が禁止されかつゲート回路77
4の出力が“L”に強制的に固定される構成により実現
される。
【0389】特殊動作モードが指定された期間、すなわ
ち信号LPEが“H”の期間中は、信号CLKBEが
“L”となり、第1のクロックバッファ708は動作禁
止状態とされ、第1の内部クロック信号CLK1は発生
されない。これに応じて第2の内部クロック信号CLK
2も発生されない。クロック信号CLK1が発生されな
いため、図63に示すCSバッファ614、RSバッフ
ァ802、CASバッファ804、およびWEバッファ
806の動作が禁止される。これにより、この期間中バ
ッファ回路の消費電流および電力が削減される。特殊動
作モードからクロック信号を内部で発生する通常動作モ
ードへ復帰するためには、外部制御信号ext./CK
Eを“H”から“L”に立下げる。これに応答して、非
同期/CKEバッファ702から発生されるクロックバ
ッファ活性化信号CLKBEが“H”となる。今、信号
LPEは“H”であるため、図60に示すAND回路7
62の出力が“H”へ立上がり、カウンタ760がリセ
ットされ、信号LPEが“L”へ立下がる。信号LPE
が“L”に立下がることにより、図59に示すOR回路
752の出力は第1の内部クロック信号CLK1に従っ
て変化する。第1のクロックバッファ708は信号CL
KBEの活性化に応答して、外部クロック信号ext.
CLKを取込み内部クロック信号CLK1を発生してい
る。したがって、信号LPEが“L”となることによ
り、同期/CKEバッファ704が外部制御信号ex
t./CKEをクロック信号CLK1の立上がりエッジ
で取込み内部制御信号/CKEを“L”に立下げる。以
降、同期/CKEバッファ704はクロック信号CLK
1の立上がりエッジで外部制御信号ext./CKEを
取込み内部制御信号/CKEを発生する。
【0390】上述の動作により、特殊動作モード時にお
いて外部クロック信号に同期して外部制御信号を取込む
回路の動作を停止させることができ、消費電力を低減す
ることができる。この特殊動作モードはスタンバイ状態
またはセルフリフレッシュ状態時に設定すれば有効であ
る。標準的な低消費電力DRAMにおいては、動作時電
流は100mA程度であり、一方、スタンバイ電流は5
0μA以下かつセルフリフレッシュ時の電流は数100
μAである。第1のクロックバッファ708における消
費電流は3mA程度である。この第1のクロックバッフ
ァ708だけでスタンバイ電流が標準的な低消費電力D
RAMの100倍程度の大きさになる。したがって、こ
の特殊動作モードを利用すれば、通常の標準的な低消費
電力DRAMと同程度の消費電流特性を備えるSDRA
Mを実現することができる。
【0391】[クロックバッファの変更例]図65はク
ロックバッファ610の変更例を示す図である。図65
において、クロックバッファ610は、第2のクロック
バッファ710が、第1の内部信号CLK1に代えて外
部からのクロック信号ext.CLKを受ける点が図5
7に示す構成と異なっている。他の構成は図57に示す
ものと同様であり、対応する部分には同一の参照番号を
付している。第2のクロックバッファ710からの第2
の内部クロック信号CLK2が図63に示す第1のクロ
ック信号CLK1の代わりに用いられる。すなわち、こ
の図65に示すクロックバッファ610の変更例におい
ては、第2のクロックバッファ710から発生される第
2の内部クロック信号CLK2によりロウアドレススト
ローブ信号/RAS、コラムアドレスストローブ信号/
CS、外部アドレス信号、およびデータ入出力時におけ
るデータの取込み(サンプリング)動作を制御する。
【0392】第1のクロックバッファ708から発生さ
れる第1の内部クロック信号CLK1は、同期/CKE
バッファ704の外部制御信号ext./CKEの取込
みタイミングを制御する。第1のクロックバッファ70
8からの第1の内部クロック信号CLK1により同期/
CKEバッファ704のみを駆動することにより、第1
のクロックバッファ708の出力負荷が最小とされ、こ
の第1のクロックバッファ708が外部クロック信号e
xt.CLKに応答して常時動作してもこの回路部分に
おける消費電力を大幅に低減することができる。他の回
路構成の動作は先に図57に示すクロックバッファを参
照して説明したものと同様であり、LPE発生回路70
6が特殊動作モードを検出したときには、同期/CKE
バッファ704が不活性状態とされ、第2のクロックバ
ッファ710の動作が停止し、第2の内部クロック信号
CLK2の発生が停止される。したがって、この図65
に示すクロックバッファの動作は図64に示す動作波形
図と同様となる。
【0393】この図65に示すようなクロックバッファ
の構成を用いることにより、SDRAMにおける消費電
力を大幅に低減することができる。
【0394】[アドレスホールドタイムの改善]上述の
構成により、低消費電力化に適した入力回路構成が得ら
れる。先の説明では外部制御信号を取込む回路部分につ
いて説明している。一番数多く必要とされるのはアドレ
ス信号を取込むアドレスバッファである。次にアドレス
バッファの構成について説明する。
【0395】図66は、アドレスバッファを制御する制
御信号RADEおよびCADEを発生する回路部分を示
す図である。アドレスバッファ制御回路810は、図5
6に示す第1の制御信号発生回路616に含まれる。こ
のアドレスバッファ制御回路810は第2の内部クロッ
ク信号CLK2により駆動されてもよい。アドレスバッ
ファ制御回路810は、内部制御信号/RAS、/CA
Sおよび/WEの状態の組合せに従って行アドレスバッ
ファ活性化信号RADEおよび列アドレスバッファ活性
化信号CADEを発生する。
【0396】図67は、図56に示すアドレスバッファ
の構成を示す図である。図67において、アドレスバッ
ファ624は、外部アドレス信号ext.Aを所定時間
遅延させる遅延回路812と、遅延回路812からの外
部アドレス信号ext.Aを活性化信号RADEに応答
して取込みかつラッチして内部行アドレスint.XA
を発生するXアドレスバッファ814と、列アドレスバ
ッファ活性化信号CADEに応答して活性化され、遅延
回路812からの外部アドレス信号ext.A−dを取
込みかつラッチして内部列アドレス信号int.YAを
発生するYアドレスバッファ816を含む。遅延回路8
12は、たとえば縦続接続されたインバータ回路または
ポリシリコン抵抗とキャパシタとからなるRC遅延回路
で構成することができる。遅延回路812が設けられて
いる理由について次に説明する。
【0397】Xアドレスバッファ814の活性化タイミ
ングは信号RADEにより決定され、Yアドレスバッフ
ァ816の活性化タイミングは信号CADEにより決定
される。この信号RADEおよび信号CADEはアドレ
スバッファ制御回路810から発生される。アドレスバ
ッファ制御回路810は、制御信号/RAS、/CAS
および/WEの状態を判定し、これらの信号状態がアド
レスラッチを指定しているときに信号RADEおよび信
号CADEを発生する。したがって、Xアドレスバッフ
ァ814およびYアドレスバッファ816の活性化タイ
ミングはアドレスバッファ制御回路810からの出力信
号の確定後である。この期間まで外部アドレス信号ex
t.Aを保持する必要がある。この状態について図68
を参照して説明する。
【0398】図68には、遅延回路が設けられていない
ときの行アドレス信号および列アドレス信号を取込むタ
イミングが併せて示される。1つのクロックサイクルに
おいては行アドレス信号および列アドレス信号の一方の
みが取込まれる。以下、図66ないし図68を参照して
アドレスのホールド動作について説明する。
【0399】時刻t0において外部クロック信号ex
t.CLKが“H”に立上がる。CSバッファが動作
し、時刻t0で外部制御信号ext./CSを取込む。
外部制御信号ext./CSは時刻t1で“H”に立上
がる。CSバッファから発生される内部制御信号/CS
は時刻t1で“L”に立下がる。この信号/CSの立下
がりに応答してRASバッファ802、バッファ804
およびWEバッファ806が活性化され、内部制御信号
/RAS、または/CASが“L”に立下がりかつ信号
/WEが“L”に立下がる。時刻t2において、信号/
RAS、/CASおよび/WEは内部でラッチされる。
外部制御信号ext./RAS、ext./CSおよび
ext./WEは変化してもよい。すなわち、これらの
制御信号ext./RAS、ext./CASおよびe
xt./WEに要求されるホールドタイムはt2−t0
である。
【0400】次に、アドレスバッファ制御回路810が
この内部制御信号ext./RAS、/CASおよび/
WEの状態を判別する。アドレス指定が行なわれたと
き、アドレスバッファ活性化信号RADE(またはCA
DE)が時刻t3において“H”に立上がる。アドレス
バッファ活性化信号RADE(またはCADE)に応答
して外部アドレス信号ext.Aの取込みが行なわれ
る。取込まれたアドレス信号は内部でラッチされるた
め、外部アドレス信号ext.Aは変化してもよい。し
たがって、アドレス信号に要求されるホールドタイムは
t3−t0となる。
【0401】アドレス信号に要求されるアドレスホール
ドタイムは、制御信号に要求されるホールドタイムより
このアドレスバッファ制御回路810における判別時間
t3−t2だけ長くなる。SDRAMの特徴の1つは外
部信号をすべてパルス信号の形にすることである。この
とき、各信号に要求される特性の1つであるホールドタ
イムが異なれば、タイミング設計が煩雑となり、SDR
AMの使いやすさが損なわれる。そこで、図67に示す
ように遅延回路812が設けられる。
【0402】図69は、アドレスバッファに遅延回路を
設けた際の行アドレス指定時の動作を示す信号波形図で
ある。以下、この行アドレス取込み動作について図69
を参照して説明する。
【0403】時刻t0において外部クロック信号ex
t.CLKが“H”に立上がり、CSバッファが外部制
御信号ext./CSを取込む。CSバッファから発生
される内部制御信号/CSが時刻t1において立下が
る。この内部制御信号/CSの時刻t1における降下に
応答してRASバッファ、CASバッファおよびWEバ
ッファが活性化され、外部制御信号ext./RAS、
ext./CASおよびext./WEを取込む。行ア
ドレス取込み指定時においては、信号ext./RAS
が“L”、信号ext./CASおよびext./WE
が“H”である。内部制御信号/RASが時刻t2にお
いて“L”に立下がる。この場合、制御信号に要求され
るホールドタイムは、先に図68において示したものと
同様t2−t0である。
【0404】次に、この内部制御信号/RAS、/CA
Sおよび/WEの状態が判定され、行アドレスストロー
ブが指定されたとして信号RADEが時刻t3において
立上がる。
【0405】外部アドレス信号ext.Aは遅延回路8
12により所定時間遅延される。この遅延回路812が
有する遅延時間がt3−t2であれば、Xアドレスバッ
ファ814へは、外部アドレス信号ext.Aがアドレ
スバッファ制御回路810における判別時間だけ遅れて
Xアドレスバッファ814へ到達する。時刻t3におい
て信号RADEが“H”に立上がるとXアドレスバッフ
ァ814が活性化され、この遅延された外部アドレス信
号ext.A−dを取込みラッチする。したがって、外
部アドレス信号ext.Aは時刻t2まで確定した状態
を保持していればよい。すなわち、アドレスホールドタ
イムは制御信号に要求されるホールドタイムと同じt2
−t0となる。これにより、制御信号に要求されるホー
ルドタイムとアドレス信号に要求されるホールドタイム
が同一となり、かつアドレスホールドタイムを短縮する
ことができるため、SDRAMの高速化および使いやす
さが改善される。
【0406】この外部アドレス信号ext.Aを遅延さ
せてアドレスバッファへ与える場合、アドレスセットア
ップタイムが正の値となる(外部クロック信号ext.
CLKの立下がりエッジよりも時間的に前になる)。図
68に示す構成においては、外部アドレス信号ext.
Aのアドレスセットアップタイムは負の時間であり、制
御信号に要求されるセットアップタイムよりも条件が緩
やかであった(アドレスバッファ制御回路810におけ
る判別時間を見込んでいたため)。外部アドレス信号e
xt.Aのセットアップタイムが条件が少し厳しくなっ
ても、これは制御信号に要求されるセットアップタイム
と同じになるだけであり、何ら問題は生じない。
【0407】図70は、列アドレスを取込む際の動作を
示す信号波形図である。列アドレスの取込みの指定は、
信号ext./RASを“H”、信号ext./CAS
を“L”に設定する。信号ext./WEはデータ読出
またはデータ書込みに応じて“H”または“L”に設定
される。制御信号の発生タイミングは図69に示すもの
と同じであり、時刻t3において列アドレスバッファを
活性化する信号CADEが発生される。これによりYア
ドレスバッファ816が活性化され、遅延回路812か
らの遅延アドレス信号ext.A−dを取込む。したが
って列アドレスについてもホールドタイムはt2−t0
となり、制御信号と同じになる。すなわち列アドレス信
号についての事情は先に述べた行アドレス信号と同じで
ある。
【0408】遅延回路812は、制御信号のセットアッ
プ/ホールドタイムよりも時間的に後にずれていたアド
レスセットアップ/ホールドタイムを時間的に前に平行
移動させる機能を備え、アドレス信号に要求されるセッ
トアップ/ホールドタイムと制御信号に要求されるセッ
トアップ/ホールドタイムをほぼ実質的に同一とする。
これにより制御信号をパルス化した構成の利点を十全に
発揮することができ、高速動作する低消費電力のSDR
AMが実現される。
【0409】なお、アドレスバッファ制御回路810
は、信号RADEおよびCADEそれぞれに対して設け
られる3入力のゲート回路により構成することができ
る。この場合、判定時間に要する時間はこの3入力ゲー
ト回路における遅延時間と等価である。
【0410】
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、メモリア
レイをそれぞれが独立に動作する複数のバンクに分割
し、各バンク対応に読出データを格納するためのレジス
タおよび書込データを格納するためのレジスタおよび書
込データを格納するためのレジスタを設けたため、バン
ク切換時およびデータ書込/データ読出動作切換時にお
いて内部でデータの衝突が生じず、高速かつ確実にデー
タき書込および読出を行なうことのできる同期型半導体
記憶装置を得ることができる。
【0411】請求項2記載の発明によれば、データ入出
力端子数に応じてバンク数を変更することができるた
め、同一チップレイアウトで複数種類の同期型半導体記
憶装置を得ることができる。また、データ入出力端子数
に応じてバンク数が変更されるため、不必要にメモリア
レイが活性化されることがなく、消費電力が低減され
る。
【0412】請求項3記載の発明によれば、連続アクセ
ス可能なデータ数を示すラップ長に従ってバンク数が設
定されるため、処理用途に応じて容易に最適なバンク構
成を設定することが可能となる。
【0413】請求項4記載の発明によれば、連続データ
書込時において、所望のビットに対しマスクをかけるこ
とができるため、柔軟なデータ処理を実現することがで
きる。
【0414】請求項5記載の発明によれば、連続データ
書込時において、ラップ長未満のデータが書込まれた時
点でメモリセルへのデータ書込が行なわれるため、デー
タ書込時間に無駄が生じず、高速にデータを書込むこと
が可能となる。
【0415】請求項6記載の発明によれば、連続的にデ
ータ書込サイクルが繰返される場合には、メモリセルア
レイの活性化タイミングが遅らされるため、データ書込
に対するタイミングマージンを十分に大きくすることが
できかつ高速でデータの連続書込を行なうことができ
る。
【0416】請求項7記載の発明によれば、データ書込
のタイミングが遅らされた場合において、対応のメモリ
アレイのプリチャージ中にデータレジスタに書込データ
が格納されるため、データの書込動作とメモリアレイの
活性化動作およびデータ書込動作をパイプライン化する
ことかでき、高速で動作する同期型半導体記憶装置を得
ることができる。
【0417】請求項8記載の発明においては、内部行ア
ドレス信号を発生する行アドレスラッチが、RASバッ
ファから発生される内部RAS信号よりも早く発生され
る第2の内部RAS信号で駆動されるため、正確に有効
アドレス信号をラッチすることができるとともに、クロ
ック信号がアドレスラッチ時以外無効とされるため、同
期型半導体記憶装置の消費電流を大幅に低減することが
できる。
【0418】請求項9記載の発明によれば、列選択線1
本によりデータ入出力端子それぞれに対応するビット線
対が選択されるため、ラップ長変更に容易に対応するこ
とが可能となる。
【0419】請求項10記載の発明によれば、1本の列
選択線が1つのデータ入出力端子に対応するため、ライ
トパービット動作のような特定のデータ入出力端子にマ
スクをかける動作を容易に実現することができる。
【0420】
【0421】請求項11記載の発明に従えば、特殊動作
モードが指定されたときのみ内部クロックの発生を停止
しており、この内部クロックに応答して動作するバッフ
ァ回路の消費電力および内部クロック信号を発生するバ
ッファの消費電力を低減することができ、低消費電力の
同期型半導体記憶装置を得ることができる。
【0422】請求項12記載の発明によれば、外部クロ
ック信号に同期して第1の内部クロック信号を発生する
第1のクロックバッファと、この外部クロック信号に応
答して第2の内部クロックを発生する第2のクロックバ
ッファとでクロックバッファを構成しかつクロックバッ
ファ活性化信号を外部クロック信号と非同期で取込むバ
ッファの出力で第1のクロックバッファの動作を制御し
かつこのクロックバッファ活性化信号を第1のクロック
信号に同期して取込むバッファの出力で第2のクロック
バッファの動作を制御しかつ特殊動作モード時において
はクロックバッファ活性化信号を外部クロック信号と非
同期で取込む非同期バッファを動作状態、クロックバッ
ファ活性化信号を外部クロック信号と同期して取込む同
期バッファを非活性状態としている。これにより、特殊
動作モード時において第1および第2の内部クロック信
号の発生を容易に停止させることができかつ特殊動作モ
ードから通常動作モードへの復帰も容易に行なうことが
でき、クロック信号に応答して動作する回路における消
費電力を容易に低減することができ、低消費電力の同期
型半導体記憶装置を得ることができる。
【0423】請求項13記載の発明によれば、第2の内
部クロック信号はデータ入出力に関連する部分の制御の
ために用いられている。これにより、所定の時間持続的
に同一データを書込または読出す動作を容易に実現する
ことができ、システムにおける処理装置に対する動作速
度の差を容易に吸収することのできる同期型半導体記憶
装置を得ることができる。
【0424】請求項14記載の発明によれば、クロック
バッファ活性化信号を1クロックサイクル遅延させて第
2のクロックバッファの動作を制御している。これによ
り、第1の内部クロック発生期間中に第2の内部クロッ
クの発生を停止させることができ、入出力データを所定
期間保持する多機能の同期型半導体記憶装置を得ること
ができる。請求項15記載の発明によれば、第1および
第2のクロックバッファへ外部クロック信号を与え、こ
の第1のクロックバッファの出力で第2の活性化手段で
ある同期/CKEバッファを駆動し、第2のクロックバ
ッファから発生される第2の内部クロック信号を用いて
外部信号の取込みを制御するように構成したため、第1
のクロックバッファの出力負荷が低減され、この回路部
分における消費電力が大幅に低減される。
【0425】請求項16記載の発明によれば、外部アド
レス信号を所定時間遅延させてアドレスバッファへ与え
ているため、アドレスホールドタイムが短くなり、かつ
外部制御信号および外部アドレス信号に要求されるホー
ルドタイムをすべて同じとすることができ高速で動作す
る同期型半導体記憶装置を得ることができる。また、制
御信号およびアドレス信号に要求されるホールド時間が
同じとなるため、システムタイミング設計が容易となる
同期型半導体記憶装置を得ることができる。請求項17
記載の発明に従えば、第2の内部クロック信号はクロッ
ク信号に同期して発生される内部クロック活性化信号に
よりその活性状態/不活性状態が制御される。したがっ
て、内部クロック活性化信号を不活性状態とすれば、こ
の第2の内部クロック信号に従って動作する回路を不動
作状態とすることができ、この回路部分における消費電
力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例である同期型半導体記憶装
置の要部の構成を示すブロック図である。
【図2】同期型半導体記憶装置の標準的な動作を示す信
号波形図である。
【図3】標準的な16MDRAMのチップ構成を示す図
である。
【図4】図3に示すDRAMの内部データ伝達線(IO
線)の配置を示す図である。
【図5】図4に示すIO線配置をラップ長8の同期型半
導体記憶装置に適用した際の問題点を示すための図であ
る。
【図6】この発明の一実施例である同期型半導体記憶装
置のチップ構成を示す図である。
【図7】図6に示す同期型半導体記憶装置のアレイ構成
およびIO線の配置を示す図である。
【図8】同期型半導体記憶装置のメモリセルのトランジ
スタ部の断面構造を示す図である。
【図9】ワード線シャント領域を説明するための図であ
る。
【図10】図7に示す同期型半導体記憶装置における1
つの32Kビットメモリアレイの構成を示す図である。
【図11】この発明による同期型半導体記憶装置におけ
るデータ読出に関連する部分の構成を示す図である。
【図12】図11に示すデータ読出系回路の改良例を示
す図である。
【図13】図12に示す回路の動作を示す信号波形図で
ある。
【図14】列選択線とグローバルIO線との対応関係を
示す図である。
【図15】1本の列選択線により選択されるグローバル
IO線とデータ入出力端子との対応関係を示す図であ
る。
【図16】列選択線とデータ入出力端子との対応関係お
よびその利点を説明するための図である。
【図17】バンク数を切換えるための回路構成を示す図
である。
【図18】16MビットSDRAMにおけるバンクの構
成例を示す図である。
【図19】連続アクセスサイクルにおけるデータをマス
クする際の動作を示す信号波形図である。
【図20】連続アクセスサイクルにおいて所望のデータ
ビットをマスクするための構成を示す図である。
【図21】図20に示す回路の動作を図示する図であ
る。
【図22】図20に示すライトレジスタの単位回路の構
成を示す図である。
【図23】図20に示すライトマスクレジスタの単位レ
ジスタの構成を示す図である。
【図24】図20に示すラップアドレスレジスタの単位
レジスタの構成を示す図である。
【図25】ラップアドレスの発生シーケンスを変更する
ための回路構成を示す図である。
【図26】ラップアドレスの発生順序とそのときのアド
レスキーとの対応関係を示す図である。
【図27】図1に示すライトバッファ群に含まれるライ
トバッファの構成を示す図である。
【図28】連続ライト動作時の信号タイミングを示す図
である。
【図29】図28に示す連続ライト動作を実現するため
の回路構成を示す図である。
【図30】図29に示す中断検出回路の具体的構成およ
びその動作を示す図である。
【図31】同期型半導体記憶装置における同バンク異ペ
ージに対する連続ライトの標準的な信号タイミングを示
す図である。
【図32】同バンク異ページに対する連続ライト動作の
改良例を示すタイミング図である。
【図33】図32に示す動作タイミングを実現するため
の回路構成を示す図である。
【図34】連続ライト動作時におけるアレイ活性化開始
タイミングをずらせるための回路構成を示す図である。
【図35】外部信号を取込む入力バッファに用いられる
ダイナミックラッチの構成を示す図である。
【図36】図35に示すダイナミックラッチの動作を示
す信号波形図である。
【図37】外部ロウアドレスストローブ信号および外部
アドレス信号ビットを取込むためのバッファの構成を示
す図である。
【図38】図37に示すバッファの動作を示す信号波形
図である。
【図39】ロウアドレスストローブ信号を取込むための
バッファおよびアドレス信号を取込むためのバッファの
他の構成例を示す図である。
【図40】図39に示す回路の動作を示す信号波形図で
ある。
【図41】この発明に従う同期型半導体記憶装置におけ
るクロック周波数とレイテンシとの関係を示す図であ
る。
【図42】図41に示す各パラメータを具体的に示す図
である。
【図43】レイテンシを変更するための回路構成を示す
図である。
【図44】ラップ長をプログラムするときのラップ長と
ラップ長設定データとの対応関係を示す図である。
【図45】ラップ長変更時における列選択系を制御する
ための信号を発生する回路構成を示す図である。
【図46】ラップ長変更時における列選択動作を実行す
るための回路構成を示す図である。
【図47】ラップ長が16以上となったときの動作を示
す信号波形図である。
【図48】この発明による同期型半導体記憶装置を収納
するパッケージの外観を示す図である。
【図49】マスクデータが有益である状況を例示する図
である。
【図50】この発明の第2の実施例であるパルス方式同
期型半導体記憶装置のピン配置を示す図である。
【図51】この発明の第2の実施例である同期型半導体
記憶装置の制御信号の状態と指定される動作モードとの
対応関係を一覧にして示す図である。
【図52】この発明の第2の実施例である同期型半導体
記憶装置のデータ読出動作を示すタイミングチャート図
である。
【図53】この発明の第2の実施例である同期型半導体
記憶装置のデータ書込動作を示すタイミングチャート図
である。
【図54】外部制御信号を取込み内部制御信号を発生す
るバッファ回路の問題点を説明するための図である。
【図55】制御信号の状態に従って外部アドレス信号を
取込む構成の問題点を説明するための図である。
【図56】この発明の第2の実施例である同期型半導体
記憶装置の内部構成を概略的に示す図である。
【図57】図56に示すクロックバッファおよびCKE
バッファの具体的構成を示す図である。
【図58】図57に示す非同期/CKEバッファの構成
を一例を示す図である。
【図59】図57に示す同期/CKEバッファの具体的
構成の一例を示す図である。
【図60】図57に示すLPE発生回路の具体的構成の
一例を示す図である。
【図61】図57に示す第1のクロックバッファの具体
的構成の一例を示す図である。
【図62】図57に示す第2のクロックバッファの具体
的構成の一例を示す図である。
【図63】この発明の第2の実施例である同期型半導体
記憶装置における外部制御信号を取込み内部制御信号を
発生するバッファ回路の構成を示す図である。
【図64】図57に示すクロックバッファおよびCKE
バッファの動作を示す信号波形図である。
【図65】図56に示すクロックバッファの変更例を示
す図である。
【図66】アドレスバッファ制御回路の構成を示す図で
ある。
【図67】この発明の第2の実施例である同期型半導体
記憶装置におけるアドレスバッファの具体的構成の一例
を示す図である。
【図68】アドレスバッファに遅延回路が設けられてい
ない際の問題点を説明するための図である。
【図69】図67に示すアドレスバッファの行アドレス
取込動作を示す信号波形図である。
【図70】図67に示すアドレスバッファの列アドレス
取込動作を示す信号波形図である。
【符号の説明】
1、1a、1b メモリアレイ 2a、2b Xデコーダ群 4a、4b Yデコーダ群 6a、6b センスアンプ群 8a、8b プリアンプ群 10a、10b リード用レジスタ 12a、12b 出力バッファ 14a、14b ライトバッファ群 16a、16b ライト用レジスタ 18a、18b 入力バッファ 20 第1の制御信号発生回路 22 第2の制御信号発生回路 24 Xアドレスバッファ 26 Yアドレスバッファ 28 レジスタ制御回路 610 クロックバッファ 612 CKEバッファ 614 CSバッファ 616 第1の制御信号発生回路 618 第2の制御信号発生回路 622 レジスタ制御回路 624 アドレスバッファ 702 非同期/CKEバッファ 704 同期/CKEバッファ 706 LPE発生回路 708 第1のクロックバッファ 710 第2のクロックバッファ 802 RASバッファ 804 CASバッファ 806 WEバッファ 810 アドレスバッファ制御回路 812 遅延回路 814 Xアドレスバッファ 816 Yアドレスバッファ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI G11C 11/41 G11C 11/34 354B 11/413 J H01L 21/8242 301E 27/108 H01L 27/10 681F (72)発明者 岩本 久 兵庫県伊丹市瑞原4丁目1番地 三菱電 機株式会社エル・エス・アイ研究所内 (56)参考文献 特開 平6−84351(JP,A) 特開 平5−334867(JP,A) 特開 平6−318391(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G11C 11/407

Claims (17)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一連のパルス列からなるクロック信号に
    同期して、制御信号、アドレス信号および入力データを
    含む外部信号を取込む同期型半導体記憶装置であって、 複数のメモリセルを有し、かつ各々が互いに活性化およ
    びプリチャージ動作が独立して実行される複数のバンク
    に分割されるメモリセルアレイ、 前記複数のバンクの各々に対応して設けられ、対応のバ
    ンクへの書込データを格納するための複数の書込データ
    レジスタ手段、および前記複数のバンクの各々に対応し
    て設けられ、対応のバンクからの読出データを格納する
    ための複数の読出データレジスタ手段を備える、同期型
    半導体記憶装置。
  2. 【請求項2】 一度に入力または出力することのできる
    データ入出力数を設定するためのデータ入出力数設定手
    段、および前記データ入出力数設定手段により設定され
    たデータ入出力数情報に応答して前記複数のバンクの数
    を設定するバンク数設定手段をさらに備える、請求項1
    記載の同期型半導体記憶装置。
  3. 【請求項3】 一度のアドレス入力により連続してアク
    セスすることのできるビット数を示すラップ長を設定す
    るためのラップ長設定手段、および前記ラップ長設定手
    段により設定されたラップ長情報に従って、前記バンク
    の数を設定するためのバンク数設定手段をさらに備え
    る、請求項1記載の同期型半導体記憶装置。
  4. 【請求項4】 一連のパルス列からなるクロック信号に
    同期して制御信号、アドレス信号および入力データを含
    む外部信号を取込み、かつ予め定められたビット数だけ
    連続して入力データを取込む連続書込動作が可能な同期
    型半導体記憶装置であって、 前記連続書込動作時において、外部から与えられる書込
    禁止信号に応答して連続して与えられる入力データのう
    ち書込が禁止されるビットの位置を記憶するためのマス
    クレジスタ手段、 前記連続書込動作時において連続して与えられた入力デ
    ータから生成された書込データを順次格納するためのラ
    イトレジスタ手段、および前記マスクレジスタ手段に格
    納されたビット位置情報に従って前記ライトレジスタ手
    段の書込データを選択されたメモリセルへ書込む書込手
    段とを備える、同期型半導体記憶装置。
  5. 【請求項5】 一連のパスル列からなるクロック信号に
    同期して、書込許可信号を含む制御信号、アドレス信号
    および入力データを含む外部信号を取込み、かつ予め定
    められたビット数だけ連続して入力データを取込むこと
    が可能な同期型半導体記憶装置であって、 前記書込許可信号の活性化に応答して、与えられた入力
    データから生成された書込データを順次格納するための
    書込データレジスタ手段、 前記書込データレジスタ手段に前記予め定められた数の
    データが書込まれたか否かを判別する判別手段、および
    前記判別手段からの前記予め定められた数が書込まれた
    ことを示す書込完了指示信号の発生または前記書込完了
    指示信号の未発生と前記書込許可信号の不活性化への移
    行に応答して、前記書込データレジスタ手段に格納され
    たデータを選択されたメモリセルへ書込むデータ書込手
    段を備える、同期型半導体記憶装置。
  6. 【請求項6】 一連のパスル列からなるクロック信号に
    同期して書込許可信号を含む制御信号、アドレス信号お
    よび入力データを含む外部信号を取込み、かつ所定のビ
    ット数の入力データを連続して書込むことのできる同期
    型半導体記憶装置であって、 行列状に配置されたメモリセル、各々に1行のメモリセ
    ルが接続されるワード線、および各々に一列のメモリセ
    ルが接続されるビット線対を含むメモリセルアレイ、 前記クロック信号に同期して取込まれたメモリサイクル
    開始指示信号に応答して前記メモリセルアレイを活性化
    するためのアレイ活性化手段、および前記書込許可信号
    に応答して、データ書込時における前記アレイ活性化手
    段によるアレイの活性化タイミングをデータ読出時にお
    けるそれよりも遅らせるタイミング遅延手段を備える、
    同期型半導体記憶装置。
  7. 【請求項7】 前記入力データから生成された書込デー
    タを順次格納するための書込データレジスタ手段、 前記書込許可信号の活性状態に応答して、前記メモリセ
    ルアレイの活性化前に、前記書込データレジスタ手段へ
    書込データを順次格納する格納手段、および前記書込デ
    ータレジスタ手段への前記所定のビット数のデータの格
    納または前記書込データレジスタ手段がデータ格納フル
    状態となったとき、前記書込データレジスタ手段の格納
    データを前記メモリセルアレイの選択されたメモリセル
    へ伝達する書込手段をさらに備える、請求項6記載の同
    期型半導体記憶装置。
  8. 【請求項8】 一連のパルス列からなるクロック信号に
    同期して、行アドレスストローブ信号を含む制御信号、
    アドレス信号および入力データを含む外部信号を取込む
    同期型半導体記憶装置であって、 複数のメモリセルを有するメモリセルアレイ、 前記クロック信号に同期して、前記行アドレスストロー
    ブ信号を取込み、第1の内部行アドレスストローブ信号
    (int.RAS)を生成する手段、および前記クロッ
    ク信号と前記行アドレスストローブ信号とに応答して第
    2の内部行アドレスストローブ信号(ノードNC上の信
    号)を生成する手段を備え、前記第2の内部行アドレス
    ストローブ信号は前記第1の内部行アドレスストローブ
    信号よりも早いタイミングで発生され、さらに前記第2
    の内部行アドレスストローブ信号に応答して前記アドレ
    ス信号を取込み内部行アドレス信号を発生する手段、お
    よび前記第1の内部行アドレスストローブ信号に応答し
    て前記メモリセルアレイを活性化する手段を備える、同
    期型半導体記憶装置。
  9. 【請求項9】 複数のデータ入出力端子、 複数のメモリセルが行および列のマトリックス状に配設
    されたメモリセルアレイ、 各々に前記メモリセルアレイの1行のメモリセルが接続
    されかつ各々、ワード線シャント領域において低抵抗
    の導電層と接続される複数のワード線、 各々に前記メモリセルアレイの1列のメモリセルが接続
    される複数対のビット線、 前記ワード線シャント領域に前記ビット線対と平行に前
    記メモリセルアレイにわたって配置されるデータバス、 列アドレス信号をデコードして前記メモリセルアレイの
    列を選択する列選択信号を生成する列デコード手段、 前記ビット線対と平行に配置され、前記列デコード手段
    からの列選択信号が伝達される列選択線、 前記ビット線対の各々に設けられ、前記列選択線上の信
    号に応答して対応するビット線対を前記データバスへ接
    続する列選択スイッチ手段を備え、 1本の列選択線は前記データ入出力端子と同数のビット
    線対を同時に選択するように前記列選択スイッチ手段に
    結合され、かつ同時に選択されたビット線対は各々異な
    るデータ入出力端子に対応するように前記データバスに
    前記列選択スイッチ手段を介して接続される、同期型半
    導体記憶装置。
  10. 【請求項10】 複数のデータ入出力端子、 複数のメモリセルが行および列のマトリックス状に配置
    されたメモリセルアレイ、 各々に前記メモリセルアレイの1行のメモリセルが接続
    される複数のワード線、 各々に前記メモリセルアレイの1列のメモリセルが接続
    される複数対のビット線、 前記データ入出力端子とデータの授受を行なうためのデ
    ータバス、 列アドレス信号をデコードして前記メモリセルアレイの
    列を選択する列選択信号を生成する列デコード手段、 前記列デコード手段からの列選択信号を伝達するための
    列選択線、および前記ビット線対の各々に設けられ、前
    記列選択線上の信号に応答して対応のビット線対を前記
    データバスへ接続する列選択スイッチ手段を備え、 前記列デコード手段は複数本の列選択線を同時に選択状
    態とし、かつ選択された列選択線は各々異なるデータ入
    出力端子に対応し、さらにデータ入出力端子を介しての
    データ書込に対しマスクをかけるためのマスクデータに
    従って、該マスクデータが示すデータ入出力端子に対応
    する列選択線を非活性状態に維持する手段を備える、同
    期型半導体記憶装置。
  11. 【請求項11】 一連のパルス列からなるクロック信号
    に同期して制御信号、アドレス信号および入力データを
    含む外部信号を取込む同期型半導体記憶装置であって、 前記制御信号に含まれるクロックバッファ活性化信号を
    前記クロック信号に同期して取込み第1の制御信号を発
    生する第1の制御手段、 前記クロックバッファ活性化信号を前記クロック信号と
    非同期で取込む第2の制御手段、 前記外部信号に含まれる特殊動作モード指示信号に応答
    して、前記第1の制御手段を不活性状態とし、かつ前記
    第2の制御手段を活性化する第3の制御手段、および前
    記第1および第2の制御手段からの前記第1および第2
    の制御信号に並列に応答して活性化され、前記クロック
    信号を取込むクロックバッファ手段とを備える、同期型
    半導体記憶装置。
  12. 【請求項12】 一連のパルス列からなるクロック信号
    に同期して制御信号、アドレス信号および入力データを
    含む外部信号を取込む同期型半導体記憶装置であって、 前記クロック信号を取込み第1のクロック信号を発生す
    る第1のクロックバッファ手段、 前記外部信号に含まれるクロックバッファ活性化信号を
    前記第1のクロック信号に同期して取込み第1のクロッ
    クバッファ活性化信号を発生する第1のクロックバッフ
    ァ活性化手段、 前記第1のクロックバッファ活性化手段に応答して活性
    化され、前記クロック信号を取込み第2のクロック信号
    を発生する第2のクロックバッファ手段、 前記クロックバッファ活性化信号を前記クロック信号と
    非同期で取込み第2のクロックバッファ活性化信号を発
    生して前記第1のクロックバッファを活性化する第2の
    クロックバッファ活性化手段、 前記外部信号に含まれる予め定められた信号が特殊動作
    モードを示すとき、前記第1のクロックバッファ活性化
    手段を不活性化しかつ前記第2のクロックバッファ活性
    化手段を活性状態とする制御手段、および前記第2のク
    ロック信号に同期して、前記外部信号を取込み内部信号
    を生成するバッファ手段を備える、同期型半導体記憶装
    置。
  13. 【請求項13】 前記第2のクロック信号に応答してデ
    ータの入出力を行なう入出力回路手段をさらに備える、
    請求項12に記載の同期型半導体記憶装置。
  14. 【請求項14】 前記第1のクロックバッファ活性化手
    段は、 前記クロックバッファ活性化信号を前記クロック信号の
    1サイクル期間遅延させる遅延手段と、 前記遅延手段の出力に応答して前記クロック信号を取込
    んで前記第2のクロック信号を発生する手段とを含む、
    請求項12に記載の同期型半導体記憶装置。
  15. 【請求項15】 一連のパルス列からなるクロック信号
    に同期して外部信号を取込む同期型半導体記憶装置であ
    って、 前記クロック信号を取込み第1の内部クロック信号を発
    生する第1のクロックバッファ手段、 前記クロック信号を取込み第2の内部クロック信号を発
    生する第2のクロックバッファ手段、 前記外部信号に含まれるクロックバッファ活性化信号を
    前記クロック信号と非同期で取込み前記第1のクロック
    バッファ手段を活性化するための第1の活性化手段、 前記クロックバッファ活性化信号を前記第1の内部クロ
    ック信号に同期して取込み前記第2のクロックバッファ
    手段を活性化するための第2の活性化手段、および前記
    外部信号に含まれる特殊動作モード指示信号に応答して
    前記第1の活性化手段を活性状態としかつ前記第2の活
    性化手段を不活性状態とする制御手段を備える、同期型
    半導体記憶装置。
  16. 【請求項16】 外部から与えられるクロック信号に同
    期して外部からの制御信号を取込み内部制御信号を生成
    する制御信号入力バッファ手段、 与えられたアドレス信号をラッチして内部アドレス信号
    を生成するアドレスバッファ手段、および 外部アドレス
    入力ノードと前記アドレスバッファ手段との間に設けら
    れ、前記 外部アドレス入力ノードに与えられたアドレス
    信号を遅延して前記アドレスバッファ手段へ与える遅延
    手段を備え、 前記遅延手段の遅延時間は、前記制御信号の前記クロッ
    ク信号に対するセットアップおよびホールド時間が前記
    アドレス入力ノードへ印加されるアドレス信号の前記ク
    ロック信号に対するセットアップおよびホールド時間と
    実質的に等しくなるように設定される、同期型半導体記
    憶装置。
  17. 【請求項17】 一連のパルス列からなるクロック信号
    に同期して、制御信号、アドレス信号および入力データ
    を含む外部信号を取込む同期型半導体記憶装置であっ
    て、 前記クロック信号を取込み、第1の内部クロック信号を
    発生する第1のクロックバッファ手段、 前記第1の内部クロック信号に同期して、前記制御信号
    に含まれるクロック活性化信号を取込み内部クロック活
    性化信号を発生する第1の制御手段、および前記内部ク
    ロック活性化信号により活性化され、前記クロック信号
    を取込み第2の内部クロック信号を発生する第2のクロ
    ックバッファ手段を備える、同期型半導体記憶装置。
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