JP3183159B2 - 同期型dram - Google Patents

同期型dram

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JP3183159B2
JP3183159B2 JP07608196A JP7608196A JP3183159B2 JP 3183159 B2 JP3183159 B2 JP 3183159B2 JP 07608196 A JP07608196 A JP 07608196A JP 7608196 A JP7608196 A JP 7608196A JP 3183159 B2 JP3183159 B2 JP 3183159B2
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    • G11C7/10Input/output [I/O] data interface arrangements, e.g. I/O data control circuits, I/O data buffers
    • G11C7/1072Input/output [I/O] data interface arrangements, e.g. I/O data control circuits, I/O data buffers for memories with random access ports synchronised on clock signal pulse trains, e.g. synchronous memories, self timed memories

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Dram (AREA)
  • Static Random-Access Memory (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は同期型DRAMに関
し、特に複数のデータをクロック信号と同期して順次連
続して読出す構成の同期型DRAMに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、マイクロプロセッサの進展によ
り、メインフレームのみならず、ワークステーションや
パーソナルコンピュータなどのコンピュータシステム全
体が高速化しており、さらに、RISCプロセッサの出
現により動作周波数が100MHzを越えるシステムも
登場してきた。これらコンピュータシステムの主記憶部
やグラフィクス等に用いられるDRAMは、その微細化
と共に年々高速化が図られてきたが、それをはるかに上
回るいきおいでマイクロプロセッサの高性能化が進んで
おり、両者の性能のギャップは拡大しつつある。そこで
DRAMの高速化への対応として、データ転送能力も飛
躍的な高めたシンクロナスDRAMが開発されるに至っ
た。
【0003】このシンクロナスDRAMは、入力される
クロック信号の立上りエッジに同期して、コマンドのラ
ッチやデータの入出力を行う同期型DRAMであり、そ
の動作を、システムクロックに同期させることにより高
速の動作制御が容易になる。そして、そのデータ転送能
力向上のために、3段(又は2段)パイプライン回路技
術という方式を採用している。
【0004】3段パイプライン回路技術とは、入力され
るクロック信号により、アドレス入力からデータ出力ま
での一連の読出し動作を分割し(3段に)、各分割ブロ
ックを多重動作させることによって高速動作を実現する
方式である。
【0005】3段パイプライン回路技術の方式(以下、
3段パイプライン方式という)では、例えばアドレス信
号の入力からカラムスイッチの選択までを第1段、カラ
ムスイッチの選択から読出しデータのラッチまでを第2
段、読出しデータが出力バッファ回路から出力端子に伝
達されてそのレベルが確定するまでを第3段とし、これ
らをクロック信号によって区切り、内部動作を多重化し
ている。
【0006】例えば、100MHzのクロック信号で動
作させた場合には、3クロック分の30nsまでの時間
で最初のデータが得られ、これ以降は、多重化している
ので、各サイクルごとに順次、10nsごとにデータが
出力される。このように、最初のアクセス時間は従来の
通常のDRAMと変らないものの、以後のアクセスが通
常のDRAMより格段に高速化されるので、データ転送
速度が大幅に向上する。
【0007】上述の3段パイプライン方式では、カラム
アドレスの入力からその指定アドレスのデータの出力ま
で3サイクル必要であり、これをCASレーテンシ3と
いう。動作周波数が66MHz以下の場合には、CAS
レーテンシを3とすると最初のデータ出力まで45ns
以上を要し、デバイスの持つ読出し時間の実力よりはる
かに遅くなってしまう。そこで、通常は、CASレーテ
ンシを2とする動作モードに切換えるような構成を用意
している。このCASレーテンシの変更には、3段に区
切られたパイプラインの区切りを1つはずすことにより
実現している。例えば上述の例では、カラムスイッチの
選択を行うラッチ回路部分の制御信号を固定することに
より、3段のパイプラインのうちの第1段と第2段とを
同一の1段とし、2段のパイプライン方式としている。
【0008】このような、3段と2段の切換え機能をも
つパイプライン方式を用いた16Mビットの同期型DR
AMの一例を図9に示す。
【0009】メモリセルアレイ1は、16Mビット分の
メモリセルを配置し、4096本のワード線WL1〜W
Lm(m=4096)と512本のカラム選択線とを持
ち、これらワード線及びカラム選択線で選択される1つ
のアドレスに8ビット分のメモリセルが対応しており、
1入出力のデータ幅は8ビットとなっている。
【0010】制御クロック発生回路10xは、外部から
のクロック信号CKを入力しパイプラインの各段を制御
する内部クロック信号ICKを発生すると共に、チップ
セレクト信号CS*(*は低レベルアクティブで示す、
以下同じ),ローアドレスストローブ信号RAS*,カ
ラムアドレスストローブ信号CAS*,ライトイネーブ
ル信号WE*を受け、出力バッファ回路9,ラッチ回路
8x等の動作を制御する出力制御信号OE,読出し制御
信号RD及びロード信号LDを発生する。
【0011】アドレスバッファ回路2は、外部からのア
ドレス信号AD(A0〜A11)を受け、ロウアドレス
信号ADR(A0〜A11)としてロウデコーダ3に供
給し、また、カラムアドレス信号ADC(A0〜A8)
としてカラムアドレス生成回路4に供給する。そして、
ロウデコーダ3は、ロウアドレス信号ADRをデコード
し、ワード線WL1〜WLmのうちの1本を選択レベル
とし、そのワード線と接続するメモリセルを選択する。
【0012】カラムアドレス生成回路4は、入力された
カラムアドレス信号ADCのアドレス値をスタートアド
レスとし、クロック信号CKと同期した複数個から成る
ロード信号LDに同期して順次アドレス値が更新される
複数個の内部カラムアドレスIAC(Y0〜Y8)を順
次カラムデコーダ5xに出力する。
【0013】カラムデコーダ5xは、内部カラムアドレ
スIACをデコードし、メモリセルアレイ1の複数のカ
ラム選択線と対応するカラム選択信号CS1〜CSn
(n=512)のうちの1本を選択レベルとして出力
し、そのカラム選択線と接続するメモリセルを選択す
る。このとき、CASレーテンシ信号CL3が“1”レ
ベルであればデコードされた信号を内部クロック信号I
CKに同期してラッチし、保持して出力し、“0”レベ
ルのときはそのまま出力する。
【0014】センス増幅器6は、ローデコーダ3で選択
された行(ロー)のメモリセルのデータを増幅しカラム
デコーダ5xで選択された列(カラム)のデータの増幅
信号をグローバルデータバスGDBに出力する。
【0015】ラッチ回路8xは、読出し制御信号RDの
アクティブレベルに応答して活性化し、内部クロック信
号ICKに同期してクローバルデータバスGDBのデー
タをラッチして保持しリードバスRDを介して出力バッ
ファ回路9に出力する。
【0016】出力バッファ回路9は出力制御信号OEの
アクティブレベルに応答して活性化し、ラッチ回路8x
からのデータを外部へ出力(DT)する。入力バッファ
回路7は、書込み動作時、外部からの書込み用のデータ
(DT)をグローバルデータバスGDBに供給する。
【0017】なお、図10及び図11に、カラムデコー
ダ5x及びラッチ回路8xの具体的な回路例を示す。
【0018】次にこの同期型DRAMの動作について図
12及び図13に示されたタイミングチャートを併せて
参照し説明する。
【0019】まず、CASレイテンシ3(CL3が
“1”レベル、図12)の場合には、内部クロック信号
ICKがカラムデコーダ5x及びラッチ回路8xに入力
され、この内部クロック信号ICKの入力部分を境とし
て3段のパイプラインが構成される。すなわち、外部か
らのアドレス信号ADがカラムアドレス信号ADCとし
てカラムデコーダ5xに入力されそのデコード部51で
デコードされるまでが第1段、デコード部51でデコー
ドされた信号がインバータIV51,IV52から成る
ラッチ部52にラッチされ保持されてセンス増幅器6及
びメモリセルアレイ1に供給され、選択されたメモリセ
ルのデータが増幅されてグローバルデータバスGDBに
出力されてラッチ回路8xの1段目のラッチ部861に
ラッチされ保持されるまでが第2段、1段目のラッチ部
861に保持されたデータが2段目のラッチ部862に
ラッチされて保持され、出力バッファ回路9を介して外
部へ出力されるまでが第3段である。
【0020】アドレス信号ADのk番地をスタートアド
レスとする内部カラムアドレス信号IACがクロック信
号CKのT0のサイクルで生成されてカラムデコーダ5
xのデコード部51でデコードされ(第1段)、T1の
サイクルの内部クロック信号ICKの立上りでトランス
ファゲートTG51が導通してラッチ部52にデコード
された信号がラッチされて保持され、カラム選択信号C
S1〜CSnとして出力される。カラム選択信号CS1
〜CSnのうちの1本は選択レベルとなっており、この
1本のカラム選択線と接続されているメモリセルのデー
タがセンス増幅器6で増幅されてグローバルデータバス
GDBに伝達される。
【0021】ラッチ回路8xの1段目のラッチ部861
とグローバルデータバスGDBとの間の1段目のトラン
スファゲートTG81は内部クロック信号ICKの低レ
ベル時には導通しているので、グローバルデータバスG
DBに伝達されたデータは直ちに1段目のラッチ部86
1にラッチされて保持される(第2段)。
【0022】T2のサイクルの内部クロック信号ICK
の立上りで、1段目のトランスファゲートTG81は非
導通となりグローバルデータバスGDBとの接続を断
ち、2段目のトランスファゲートTG82が導通して1
段目のラッチ部861の保持データが2段目のラッチ部
862にラッチされて保持され、リードバスRBを介し
て出力バッファ回路9に供給され、外部へ出力(DT)
される。
【0023】カラムアドレス生成回路4は、スタートア
ドレス(k)に続いて、ロード信号LDに同期してアド
レス値が順次更新される(k+1,k+2,k+3)内
部カラムアドレス信号IAYを生成し、これら内部カラ
ムアドレス信号と対応するメモリセルのデータが、スタ
ートアドレスのデータ(k)に対し1クロックサイクル
ずつ遅れて順次外部へ出力される。
【0024】次に、CASレイテンシ2(CL3が
“0”レベル、図13)の場合には、カラムデコーダ5
xのトランスファゲートTG51が内部クロック信号I
CKのレベルと関係なく導通状態となり、パイプライン
の第1段と第2段との区切りが無くなる。そして、T1
のサイクルの内部クロック信号の立上りで、ラッチ回路
8xの1段目のラッチ部861に保持されたデータ(ス
タートアドレスの)が2段目のラッチ部862にラッチ
されて保持され、出力バッファ回路9を介して外部へ出
力される。その他の動作はCASレイテンシ3の場合と
同様である。
【0025】
【発明が解決しようとする課題】この従来の同期型DR
AMでは、内部クロック信号ICKにより内部動作を2
段,3段に区切ってこれら動作を多重化するパイプライ
ン方式を採用しているので、連続する複数のデータの2
番目以降を内部クロック信号(クロック信号)の各サイ
クルごとに出力することができ、動作の高速化をはかる
ことができるが、パイプラインの各段の動作時間がそれ
ぞれ異なるため、これら動作時間のうちの最長の動作時
間によって、クロック信号,内部クロック信号の1サイ
クルの時間(サイクルタイム)、すなわちクロック信号
の周波数(動作周波数)が制限され、それ以上動作周波
数を上げることができないという問題点がある。
【0026】前述した同期型DRAMでは、特にCAS
レーテンシ2の場合、T1のサイクルの内部クロック信
号ICKの立上りタイミングまでにラッチ回路8xの1
段目のラッチ部にスタートアドレス(k)のレベルの確
定したデータをラッチして保持する必要があるため、こ
の第1段の動作時間が第2段の動作時間に比べて非常に
長くなり、この第1段の動作時間で動作周波数が制限さ
れる。また、CASレーテンシ3の場合にも、第3段の
動作時間に比べて第1段,第2段の動作時間の方が長
く、かつこれらも互いに異っているので、これらの長い
方の動作時間によって動作周波数が制限される。
【0027】本発明の目的は、特定の部分の動作時間に
よって動作周波数の上限が制限されるのを防ぎ、デバイ
スの持つデータ読出し時間の限界まで動作周波数を上げ
ることができて、上位システム等におけるデータ転送速
度を向上させることができる同期型DRAMを提供する
ことにある。
【0028】
【課題を解決するための手段】本発明の同期型DRAM
は、入力カラムアドレスをスタートアドレスとし、この
スタートアドレスを含みかつこのスタートアドレスに続
く複数の内部カラムアドレスをクロック信号に同期して
順次生成し、メモリセルアレイから前記複数の内部カラ
ムアドレスそれぞれのデータを前記クロック信号と非同
期に読出し増幅し、これら読出し増幅データの奇数番目
データ,偶数番目データそれぞれのレベルが確定するタ
イミングと対応してアクティブレベルへとそれぞれ変化
する2つの出力データラッチ信号を生成し、前記2つの
出力データラッチ信号により前記読出し増幅データそれ
ぞれを奇数用および偶数用の2つのラッチ回路に交互に
保持し、前記複数の内部カラムアドレスそれぞれと対応
しかつ前記CASレーテンシの値と対応するクロック信
号のサイクルに、前記2つの出力データラッチ信号のア
クティブレベルに応答して前記2つのラッチ回路の保持
データそれぞれを交互に外部へ出力するようにして構成
される。
【0029】
【0030】また、複数行,複数列に配置された複数の
メモリセルを備え選択された行のうちの選択された列の
メモリセルの記憶データを読出すメモリセルアレイと、
ローアドレス信号に従って前記メモリセルアレイの複数
行のうちの1行のメモリセルを選択するローデコーダ
と、入力カラムアドレス信号のアドレス値をスタートア
ドレスとしこのスタートアドレスを含みかつこのスター
トアドレスに続く複数のアドレスそれぞれの内部カラム
アドレス信号をクロック信号に同期して順次生成するカ
ラムアドレス生成回路と、このカラムアドレス生成回路
からの複数の内部カラムアドレス信号を順次デコードし
て前記メモリセルアレイの複数列のうちの1列のメモリ
セルを選択するカラムデコーダと、前記メモリセルアレ
イから読出されたデータを増幅して出力するセンス増幅
器と、このセンス増幅器からのデータを保持する第1の
ラッチ回路と、このラッチ回路に保持されるデータそれ
ぞれのレベルが確定するタイミングと対応してアクティ
ブレベルへと変化する出力データラッチ信号を生成する
出力データラッチ制御手段と、前記複数の内部カラムア
ドレスそれぞれと対応しかつ前記CASレーテンシの値
と対応する前記クロック信号のサイクルにアクティブレ
ベルとなるCASレーテンシ制御信号を生成するCAS
レーテンシ制御回路と、前記複数の内部カラムアドレス
それぞれと対応する前記出力データラッチ信号及びCA
Sレーテンシ制御信号のアクティブレベルに応答して前
記第1のラッチ回路の保持データをラッチして保持し出
力する第2のラッチ回路と、この第2のラッチ回路の出
力データを外部へ出力する出力バッファ回路とを有して
いる。
【0031】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態について
図面を参照して説明する。
【0032】図1は本発明の一実施の形態を示すブロッ
ク図である。
【0033】この実施の形態が図9に示された従来の同
期型DRAMと相違する点は、カラムデコーダ5xに代
えてカラムデコーダ5を設け、ラッチ回路8xに代えて
ラッチ回路8を設け、制御クロック発生回路10xに代
えて制御クロック発生回路10及びCASレーテンシ制
御回路11を設け、従来の同期型DRAMでは、CAS
レーテンシ3(CL3が“1”レベル)のときは内部ク
ロック信号ICKにより、カラムデコーダ5xでカラム
選択信号CS1〜CSnの伝達制御を行うと共に、ラッ
チ回路8xでグローバルデータバスGDBからのデータ
のラッチ,保持,出力の制御を行う3段のパイプライン
方式とし、CASレーテンシ2のときはカラムデコーダ
5xのカラム選択信号CS1〜CSnの伝達制御を止め
て常に伝達状態とする2段のパイプライン方式としてい
るのに対し、この実施の形態では、CASレーテンシの
値が“2”,“3”の何れでもカラム選択信号CS1〜
CSnを常に伝達状態とすると共に、ラッチ回路8内の
第1のラッチ部(後述の図4の861,請求項3の第1
のラッチ回路)にグローバルデータバスGDBからの対
応するデータを直接保持するようにして、内部カラムア
ドレス信号の生成からそのアドレスのメモリセルアレイ
1のデータがクロック信号CKとは非同期にラッチ回路
8内の第1のラッチ部(861)に保持されるように
し、制御クロック発生部10及びラッチ回路8内の回路
によって、ラッチ回路8内の第1のラッチ部に保持され
るデータそれぞれのレベルが確定するタイミングと対応
してアクティブレベルへと変化する出力データラッチ信
号(後述の図4のDLOD2,DLEV2)を生成し、
CASレーテンシ制御回路11によって、複数の内部カ
ラムアドレス信号それぞれと対応しかつCASレーテン
シの値と対応するクロック信号CKのサイクルにアクテ
ィブレベルとなるCASレーテンシ制御信号(ODD,
EVN)を生成し、これら出力データラッチ信号及び対
応するCASレーテンシ制御信号のアクティブレベルに
応答してラッチ回路8内の第1のラッチ部(861)の
保持データを第2のラッチ部(図4の862)にラッチ
して保持し、出力バッファ回路9に出力するようにした
点にある。
【0034】なお、この実施の形態では、CASレーテ
ンシの値が“2”及び“3”何れの場合でも、幅広い動
作周波数(クロック信号CKの周波数)に適応可能なよ
うに、ラッチ回路8には奇数用及び偶数用の2系統のラ
ッチ回路が設けられており、これに伴い、出力データラ
ッチ信号,CASレーテンシ制御信号等も奇数用及び偶
数用の2種類が生成される。
【0035】図2はカラムデコーダ5の具体例を示す回
路図、図3はラッチ回路8のブロック図、図4は図3に
示されたラッチ回路8内の奇数サイクルデータラッチ回
路81(カッコ内は偶数サイクルデータラッチ回路8
2)の具体例を示す回路図である。
【0036】図2に示されたように、カラムデコーダ5
は、デコード部51の出力信号を、CASレーテンシ信
号CL2,CL3及びクロック信号CK等に関係なく、
インバータIV51,IV52を通して常にカラム選択
信号CS1〜CSnとして出力する回路となっている。
【0037】制御クロック発生回路10は、クロック信
号CKのチップセレクト信号CS*,ローアドレススト
ローブ信号RAS*,カラムアドレスストローブ信号C
AS*,ライトイネーブル信号WE*,及びCASレー
テンシ信号CL2,CL3を受け、従来の制御クロック
発生回路10xと同様の読出し制御信号RD,出力制御
信号OE及びロード信号LDを発生すると共に、ラッチ
回路8内の第1のラッチ部861に保持されるデータそ
れぞれのレベルが確定するタイミングに対しラッチ回路
8の内部制御回路83の遅延時間の差引いたタイミング
と対応してアクティブレベルとなる第1の出力データラ
ッチ信号DLOD1,DLEV1を発生する。
【0038】ラッチ回路8の奇数サイクルデータラッチ
回路81(偶数サイクルデータラッチ回路82も同一回
路構成であるので、この説明は省略する)は、グローバ
ルデータバスGDBのデータを保持し、この保持データ
をリードバスRBを介して出力バッファ回路9に供給制
御する第1,第2のラッチ部861,862を含む内部
ラッチ回路86と、読出し制御信号RDがアクティブレ
ベルのとき第1の出力データラッチ信号DLOD1のア
クティブレベルに応答し、所定時間後、すなわち、複数
の内部カラムアドレス信号IACのうちの奇数番目それ
ぞれのデータのレベルが第1のラッチ部861で確定す
るタイミングと対応してインアクティブレベルからアク
ティブレベルへと変化する第2の出力データラッチ信号
DLOD2を発生する内部制御回路83と、この第2の
出力データラッチ信号DLOD2とCASレーテンシ制
御信号ODDとを受け、これら信号が共にアクティブレ
ベルのとき所定のパルス幅でアクティブレベル(低レベ
ル)となるスイッチ信号SWODを発生する内部制御回
路84とを備え、第2の出力データラッチ信号DLOD
2のインアクティブレベルの期間に内部ラッチ回路86
内のトランスファゲートTG81を導通状態としてグロ
ーバルデータバスGDBのデータを第1のラッチ部86
1に取込んで保持し、アクティブレベルの期間にはトラ
ンスファゲートTG81を非導通としてグローバルデー
タバスGDBと第1のラッチ部861とを切離して第1
のラッチ部861で取込んだデータの保持状態を維持
し、スイッチ信号SWODのアクティブレベルの期間に
トランスファゲートTG82を導通状態として第1のラ
ッチ部861の保持データを第2のラッチ回路に取込ん
で保持しインアクティブレベルの期間にはそのデータの
保持状態を維持してその保持データをリードバスRBに
出力する回路となっている。
【0039】なお、奇数番目のデータも複数個あるの
で、第1のラッチ部861へのグローバルデータバスG
DBからのデータの切換えが必要であり、そのため、第
2の出力データラッチ信号DLOD2を、そのアクティ
ブレベル(低レベル)への変化の前に、所定の期間イン
アクティブレベルとしている。
【0040】次に、この実施の形態の動作について図5
〜図8に示されたタイミングチャートを併せて参照し説
明する。
【0041】まず、図5を参照して、CASレーテンシ
の値が2で、動作周波数、すなわちクロック信号CKの
周波数が低い低速動作の場合について説明する。
【0042】カラムアドレス生成回路4から内部カラム
アドレス信号IACが出力され、これをカラムデコーダ
5のデコード部51でデコードするまでは従来の同期型
DRAM(以下従来例という)と同様である。また読出
し制御信号RD,出力制御信号OEも従来例と同様のタ
イミングで変化する。デコード部51でデコードされた
信号はインバータIV51,IV52を介してカラム選
択信号CS1〜CSnとして常時出力される。
【0043】クロック信号CKの期間T0の立上りで外
部から入力されたカラムアドレス信号ADCはカラムア
ドレス生成回路4を経カラムデコーダ5でデコードさ
れ、このカラムアドレス信号ADCの指定するカラムア
ドレス(スタートアドレス)と対応するカラム選択信号
CSkを選択レベルとし、メモリセルアレイ1のカラム
アドレスkのメモリセルのデータが読出され、センス増
幅器6で増幅されてクローバルデータバスGDBに出力
される。
【0044】グローバルデータバスGDBに出力された
カラムアドレスkのデータは、第2の出力データラッチ
信号DLOD2が高レベルのインアクティブレベルとな
っているので、ラッチ回路8の第1のラッチ部861に
そのまま取込まれ保持される。この第1のラッチ回路8
61の保持データのレベルが確定するタイミングより少
し前(前述したようにラッチ回路8の内部制御回路83
の遅延時間分)にアクティブレベルとなる第1の出力デ
ータラッチ信号DLOD1と読出し制御信号RDとによ
って、第2の出力データラッチ信号DLOD2は、第1
のラッチ部861に保持されているカラムアドレスkの
データのレベルが確定するタイミングで低レベルのアク
ティブレベルとなり、第1のラッチ部861はクローバ
ルデータバスGDBと切り離されてレベルが確定したカ
ラムアドレスkのデータを保持する状態となる。この状
態は次の奇数番のカラムアドレス(k+2)のデータの
取込みタイミングの直前まで維持される。すなわち、カ
ラムアドレスkの内部カラムアドレス信号IACが生成
されてから、レベルの確定したカラムアドレスkのデー
タが第1のラッチ部861に保持されるまではクロック
信号CKとは関係のない非同期となっている。
【0045】第1のラッチ部861に保持されているデ
ータは、クロック信号CKの期間T1でアクティブレベ
ル(高レベル)となるCASレーテンシ信号ODD(C
ASレーテンシの値が“2”であるので)及び第2の出
力データラッチ信号DLOD2のアクティブレベルに応
答して所定の期間アクティブレベル(低レベル)となる
スイッチ信号SWODにより、第2のラッチ回路862
にラッチされて保持され、リードバスRBを介して出力
バッファ回路9に供給され、外部へ出力される(D
T)。
【0046】スタートアドレスkに続く次のカラムアド
レス(k+1)の内部カラムアドレス信号IACは、ク
ロック信号CKの期間T1の立上りタイミングのロード
信号LDの立上りタイミングで生成され、ラッチ回路8
の偶数サイクルデータラッチ回路82を用い、カラムア
ドレスkの場合と同様にして、CASレーテンシ制御信
号EVN、第1,第2の出力データラッチ信号DLEV
1,DLEV2及びスイッチ信号SWEV等の制御のも
とに、そのカラムアドレスからのデータの読出し,増
幅、第1のラッチ部861への保持、この第1のラッチ
部861の保持データの第2のラッチ部862へのラッ
チ、保持及び外部への出力が行なわれる。
【0047】以下、同様にして、以降のカラムアドレス
に対し、奇数サイクルデータラッチ回路81,偶数サイ
クルデータラッチ回路82を交互に用い、データの読出
し,増幅、第1のラッチ部861への保持、この第1の
ラッチ部861の保持データの第2のラッチ部862へ
のラッチ,保持及び外部への出力が行なわれる。
【0048】図6はCASレーテンシの値が2のとき動
作周波数、すなわちクロック信号CKの周波数が高い高
速動作の場合のタイミングチャートである。
【0049】この場合の動作は、クロック信号CKの周
波数を高くしただけであるので、周波数が高くなった
分、CASレーテンシ制御信号ODD,EVNのレベル
変化タイミングが速くなり、それに伴ってスイッチ信号
SWOD,SWEVの変化タイミング、及び第2のラッ
チ部862へのデータラッチタイミングが速くなってい
る。
【0050】この図6から分るように、クロック信号C
Kの期間T1の立上りタイミングでグローバルデータバ
スGDBのデータ及び第1のラッチ部861の保持デー
タのレベルが確定していなくても、CASレーテンシの
値“2”の期間T1にスタートアドレスkのデータを出
力することができる。また、期間T1の終了までの時間
を、出力バッファ回路9からの出力データDTのレベル
が確定するのに必要な時間t1とすればよいので、クロ
ック信号CKの1サイクルの期間をその1/2のTaと
することができ、クロック信号CKの期間T0の期間
(t2)に第1のラッチ部861のデータのレベルが確
定する必要がある従来例に適用可能なクロック信号CK
の1サイクルの期間Txに比べ大幅に短かくすることが
でき、動作周波数,クロック信号CKの周波数を大幅に
高くすることができる。
【0051】図7及び図8はCASレーテンシの値が
“3”のときの低速動作時及び高速動作時のタイミング
チャートである。
【0052】この場合には、CASレーテンシ制御信号
ODDの最初のアクティブレベルの期間がクロック信号
CKの期間T2となっており、CASレーテンシ“2”
のときと比べ、CASレーテンシ制御信号ODD,EV
Nレベル変化が1サイクルづつ後方にづれている。これ
に伴ってスイッチ信号SWOD,SWEV及びリードバ
スRDのデータ,出力データDTも1サイクルづつ後方
にづれている。これらの点を除きその動作はCASレー
テンシ“3”の場合と同様であるので、これ以上の説明
は省略する。
【0053】この場合にも、期間T2の終了までの時間
に、出力バッファ回路9からの出力データDTのレベル
が確定していればよいので、2段,3段のパイプライン
方式の各段の動作時間のうちの最長の時間によってクロ
ック信号CKの1サイクルの時間が制御される従来例に
比べ、クロック信号CKの周波数、すなわち動作周波数
を高くすることができる。
【0054】なお、図4に示されたラッチ回路8内の奇
数サイクルデータラッチ回路81(偶数サイクルデータ
ラッチ回路82)において、フリップフロップ回路84
1は、第1のラッチ部861に次のデータが格納されて
いないにもかかわらずCASレーテンシ制御信号ODD
(EVN)がアクティブレベルとなることによりスイッ
チ信号SWOD(SWEV)がアクティブレベルとなる
のを防ぐためのものであり、フリップフロップ回路84
2はCASレーテンシの値が“3”で低周波のクロック
信号CKで動作させたときに、同一サイクル内で2回、
スイッチ信号SWOD(SWEV)がアクティブレベル
となるのを防ぐためのものである。
【0055】また、CASレーテンシの値と動作周波数
との関係で、クロック信号CKの同一サイクル内で連続
する2つのカラムアドレスのデータを第1のラッチ部8
61に同時に保持しなければならない期間が発生するの
で、これら2つのデータが干渉しないように、ラッチ回
路8は、奇数番用,偶数番用の2つの内部ラッチ回路
(81,82)を設けた回路構成としたが、内部ラッチ
回路の数は2つに限定されるものではなく、1つ又は3
つ等であってもよい。更に、CASレーテンシの値を
“4”又はそれ以上とすることもでき、この場合には更
に動作速度を速くすることができる。
【0056】なお、図3及び図4に示されたラッチ回路
8の回路構成は一例であって、この回路構成に限定され
るものではない。
【0057】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、内部カラ
ムアドレスが生成されてから、この内部カラムアドレス
のメモリセルアレイのデータを読出して増幅し、このデ
ータをラッチ回路に保持されるまでをクロック信号とは
非同期で行い、このラッチ回路に保持されるデータのレ
ベルが確定するタイミングに合せてアクティブレベルと
なる出力データラッチ信号を生成し、CASレーテンシ
の値と対応するクロック信号のサイクルのときにこの出
力データラッチ信号によりラッチ回路に保持されている
データを外部へ出力する構成とすることにより、従来例
のように特定の部分の動作時間によって動作周波数の上
限が制限されることがなく、デバイスの持つデータ読出
し時間の限界まで動作周波数を上げることができるの
で、上位システム等におけるデータの転送速度を向上さ
せることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態を示すブロック図であ
る。
【図2】図1に示された実施の形態のカラムデコーダ部
分の回路図である。
【図3】図1に示された実施の形態のラッチ回路部分の
具体的な構成を示すブロック図である。
【図4】図3に示されたラッチ回路の内部回路構成の一
例を示す回路図である。
【図5】図1〜図4に示された実施の形態の動作を説明
するための第1のタイミングチャートである。
【図6】図1〜図4に示された実施の形態の動作を説明
するための第2のタイミングチャートである。
【図7】図1〜図4に示された実施の形態の動作を説明
するための第3のタイミングチャートである。
【図8】図1〜図4に示された実施の形態の動作を説明
するための第4のタイミングチャートである。
【図9】従来の同期型DRAMの一例を示すブロック図
である。
【図10】図9に示された同期型DRAMのカラムデコ
ーダ部分の回路図である。
【図11】図9に示された同期型DRAMのラッチ回路
部分の回路図である。
【図12】図9に示された同期型DRMAの動作を説明
するための第1のタイミングチャートである。
【図13】図9に示された同期型DRAMの動作を説明
するための第2のタイミングチャートである。
【符号の説明】
1 メモリセルアレイ 2 アドレスバッファ回路 3 ローデコーダ 4 カラムアドレス生成回路 5,5x カラムデコーダ 6 センス増幅器 8,8X ラッチ回路 9 出力バッファ回路 10,10x 制御クロック発生回路 11 CASレーテンシ制御回路 81 奇数サイクルデータラッチ回路 82 偶数サイクルデータラッチ回路 86 内部ラッチ回路 861,862 ラッチ回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11C 11/4063

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力カラムアドレスをスタートアドレス
    とし、このスタートアドレスを含みかつこのスタートア
    ドレスに続く複数の内部カラムアドレスをクロック信号
    に同期して順次生成し、メモリセルアレイから前記複数
    の内部カラムアドレスそれぞれのデータを前記クロック
    信号と非同期に読出し増幅し これら読出し増幅データの奇数番目データ,偶数番目
    ータそれぞれのレベルが確定するタイミングと対応して
    アクティブレベルへとそれぞれ変化する2つの出力デー
    タラッチ信号を生成し、前記2つの出力データラッチ信号により前記読出し増幅
    データそれぞれを奇数用および偶数用の2つのラッチ回
    路に交互に保持し、 前記複数の内部カラムアドレスそれぞれと対応しかつ前
    記CASレーテンシの値と対応するクロック信号のサイ
    クルに前記2つの出力データラッチ信号のアクティブレ
    ベルに応答して前記2つのラッチ回路の保持データそれ
    ぞれを交互に外部へ出力するようにしたことを特徴とす
    る同期型DRAM。
  2. 【請求項2】 複数行,複数列に配置された複数のメモ
    リセルを備え選択された行のうちの選択された列のメモ
    リセルの記憶データを読出すメモリセルアレイと、ロー
    アドレス信号に従って前記メモリセルアレイの複数行の
    うちの1行のメモリセルを選択するローデコーダと、入
    力カラムアドレス信号のアドレス値をスタートアドレス
    としこのスタートアドレスを含みかつこのスタートアド
    レスに続く複数のアドレスそれぞれの内部カラムアドレ
    ス信号をクロック信号に同期して順次生成するカラムア
    ドレス生成回路と、このカラムアドレス生成回路からの
    複数の内部カラムアドレス信号を順次デコードして前記
    メモリセルアレイの複数列のうちの1列のメモリセルを
    選択するカラムデコーダと、前記メモリセルアレイから
    読出されたデータを増幅して出力するセンス増幅器と、
    このセンス増幅器からのデータを保持する第1のラッチ
    回路と、このラッチ回路に保持されるデータそれぞれの
    レベルが確定するタイミングと対応してアクティブレベ
    ルへと変化する出力データラッチ信号を生成する出力デ
    ータラッチ制御手段と、前記複数の内部カラムアドレス
    それぞれと対応しかつ前記CASレーテンシの値と対応
    する前記クロック信号のサイクルにアクティブレベルと
    なるCASレーテンシ制御信号を生成するCASレーテ
    ンシ制御回路と、前記複数の内部カラムアドレスそれぞ
    れと対応する前記出力データラッチ信号及びCASレー
    テンシ制御信号のアクティブレベルに応答して前記第1
    のラッチ回路の保持データをラッチして保持し出力する
    第2のラッチ回路と、この第2のラッチ回路の出力デー
    タを外部へ出力する出力バッファ回路とを有す同期型
    DRAM。
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