JP3190496B2 - 半導体記憶装置 - Google Patents
半導体記憶装置Info
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Description
詳しくは、FIFO(First-In-First-Out)メモリに関
するものである。
膨大なデータ量を扱う画像処理装置においては、大容量
のFIFOメモリをデータバッファとして用いることに
より、データ転送の効率化を図っている。そのように使
われるFIFOメモリには、高速動作が要求される。
示すブロック回路図である。16ワードのFIFOメモ
リ100は、16ワードのメモリ101と、メモリに対
する書き込みアドレスを発生する書き込みアドレス発生
回路102と、メモリに対する読み出しアドレスを発生
する読み出しアドレス発生回路103とから構成されて
いる。
込み用のカウンタ(以下、ライト・カウンタという)1
04と書き込み用のデコーダ(以下、ライト・デコーダ
という)105とから構成されている。また、読み出し
アドレス発生回路103は、読み出し用のカウンタ(以
下、リード・カウンタという)106と読み出し用のデ
コーダ(以下、リード・デコーダという)107とから
構成されている。
み動作を行う場合は、まず、ライト・カウンタ104に
よって4ビットのアドレスA1〜A4を発生させる。次
に、ライト・デコーダ105によってアドレスA1〜A
4をデコードし、メモリ101の各ワード線WL1 〜WL16
のうち、1本のワード線WLn だけを選択して立ち上がら
せる。これにより、メモリ101の所定のメモリセル
(図示略)が選択される。その選択されたメモリセルに
対して、外部から送られてくるライトデータが書き込ま
れる。
出し動作を行う場合は、まず、リード・カウンタ106
によって4ビットのアドレスA1〜A4を発生させる。
次に、リード・デコーダ106によってアドレスA1〜
A4をデコードし、メモリ101の各ワード線WL1 〜WL
16のうち、1本のワード線WLn だけを選択して立ち上が
らせる。これにより、メモリ101の所定のメモリセル
が選択される。その選択されたメモリセルに書き込まれ
ているデータが読み出され、リードデータとして外部へ
出力される。
00における書き込み速度は、ライト・カウンタ104
およびライト・デコーダ105の動作速度によって規定
される。また、FIFOメモリ100における読み出し
速度は、リード・カウンタ106およびリード・デコー
ダ107の動作速度によって規定される。
を高めるには、各カウンタ104,106および各デコ
ーダ105,107の動作速度を高めなければならな
い。ところが、近年、FIFOメモリにはさらなる高速
動作が求められている。しかし、各カウンタ104,1
06および各デコーダ105,107の動作速度の向上
には限界があるため、要求されるFIFOメモリの動作
速度を満足させることができなくなってきた。
たものであって、その目的は、高速動作が可能でFIF
O機能を備えた半導体記憶装置を提供することにある。
図である。尚、この図1では1ビットの場合について例
示しているが、多ビットの場合に適用するとさらに有効
になる。
定信号RST に従って動作を開始し、書き込み用のクロッ
クWCK に同期して各書き込み制御信号WC1 〜WCn を順次
生成する。
定信号RST に従って動作を開始し、読み出し用のクロッ
クRCK に同期して各読み出し制御信号RC1 〜RCn を順次
生成する。
〜WGn は、前記各書き込み制御信号WC1 〜WCn によって
開閉が制御され、書き込み用のビット線WBL のデータを
各メモリセルMC1 〜MCn へ転送する。
〜RGn は、前記各読み出し制御信号RC1 〜RCn によって
開閉が制御され、各メモリセルMC1 〜MCn のデータを読
み出し用のビット線RBL へ転送する。請求項1に記載の
発明は、書き込み用のクロックに同期して複数の書き込
み制御信号を順次生成するn段構成の書き込み用のリン
グカウンタと、読み出し用のクロックに同期して複数の
読み出し制御信号を順次生成するn段構成の読み出し用
のリングカウンタと、書き込み用のビット線と、読み出
し用のビット線と、対応する書き込み制御信号により制
御され、書き込み用のビット線のデータを対応するメモ
リセルへ転送する複数の書き込み用のトランスファーゲ
ートと、対応する読み出し制御信号により制御され、読
み出し用のビット線へ対応するメモリセルのデータを転
送する複数の読み出し用のトランスファーゲートとを備
え、i段目の書き込み用リングカウンタは、i+1段目
の読み出し用リングカウンタからの読み出し制御信号に
より、当該読み出し制御信号が生成されたとき、i段目
の書き込み用リングカウンタの出力が非選択レベルにな
るように制御されていることを特徴とする。
込み制御信号WC1 〜WCn が順次生成される。その各書き
込み制御信号WC1 〜WCn によって各書き込み用のトラン
スファーゲートWG1 〜WGn が順次開かれる。そのため、
外部から書き込み用のビット線WBL を介して送られてく
るライトデータが、各メモリセルMC1 〜MCn に対して順
次書き込まれる。
って各読み出し制御信号RC1 〜RCnが順次生成される。
その各読み出し制御信号RC1 〜RCn によって各読み出し
用のトランスファーゲートRG1 〜RGn が順次開かれる。
そのため、各メモリセルMC1〜MCn に書き込まれたデー
タが、読み出し用のビット線RBL へ順次転送され、リー
ドデータとして外部へ出力される。また、i段目の書き
込み用リングカウンタは、i+1段目の読み出し用リン
グカウンタからの読み出し制御信号により、当該読み出
し制御信号が生成されたとき、i段目の書き込み用リン
グカウンタの出力が非選択レベルになるように制御され
ている。従って、先に書き込まれたライトデータが読み
出される前に次のライトデータが書き込まれるという不
具合を防止することができる。
図5に従って説明する。図2は、本実施例のFIFOメ
モリの全体回路図である。また、図3および図4は、図
1の要部回路図である。
み用のリングカウンタ(以下、ライト・リングカウンタ
という)11と読み出し用のリングカウンタ(以下、リ
ード・リングカウンタという)12とnワードのメモリ
部13とから構成されている。
あり、リング状にカスケード接続された同期式のD(デ
ータ)フリップフロップFF1 〜FFn によって構成されて
いる。
の初期設定信号RST と書き込み用のクロック(以下、ラ
イト・クロックという)WCK および書き込み中断制御信
号WSP に従って動作し、以下のように、書き込み制御信
号WC1 〜WCn を生成する。
・リングカウンタ11は能動状態になる。すると、ライ
ト・リングカウンタ11は、ライト・クロックWCK に従
って、各書き込み制御信号WC1 〜WCn を順次生成する。
そして、ライト・リングカウンタ11は、書き込み制御
信号WCn の次には再び書き込み制御信号WC1 を生成す
る。
き込み制御信号WC1 〜WCn を順次生成する動作は、書き
込み中断制御信号WSP に従って中断および再開が制御さ
れる。つまり、ライト・リングカウンタ11は、書き込
み中断制御信号WSP が入力されると、その時点で生成さ
れている書き込み制御信号WCm を、書き込み中断制御信
号WSP が入力されなくなるまで引き続き出力し、次の書
き込み制御信号WC(m+1) の生成動作を中断する。例え
ば、書き込み制御信号WC2 まで生成された時点で書き込
み中断制御信号WSP が入力された場合、ライト・リング
カウンタ11は、書き込み中断制御信号WSP が入力され
なくなるまで書き込み制御信号WC2 を引き続き出力し、
次には、書き込み制御信号WC3 から生成を再開する。
の初期設定信号RST と読み出し用のクロック(以下、リ
ード・クロックという)RCK および読み出し中断制御信
号RSP に従って動作し、読み出し制御信号RC1 〜RCn を
生成する。
ライト・リングカウンタ11と同様である。つまり、上
記のライト・リングカウンタ11の動作説明中の書き込
み中断制御信号WSP とライト・クロックWCK および各書
き込み制御信号WC1 〜WCn を、それぞれ読み出し中断制
御信号RSP とリード・クロックRCK および各読み出し制
御信号RC1 〜RCn に置き代えるだけで、リード・リング
カウンタ12の動作は説明できる。そのため、ここでは
その詳細な説明を省略する。
(以下、ライト・ビット線という)WBL と読み出し用の
ビット線(以下、リード・ビット線という)RBL と書き
込み用のトランスファーゲート(以下、ライト・トラン
スファーゲートという)WG1〜WGn と読み出し用のトラ
ンスファーゲート(以下、リード・トランスファーゲー
トという)RG1 〜RGn とメモリセルMC1 〜MCn とが備え
られている。
〜RGn はNMOSトランジスタによって構成されてい
る。各メモリセルMC1 〜MCn は、それぞれ入出力が接続
された2つのCMOSインバータによるラッチ回路によ
って構成されている。
は、書き込み制御信号WC1 〜WCn に基づいて、以下のよ
うに制御される。各書き込み制御信号WC1 〜WCn が順
次、メモリ部13に入力されると、その書き込み制御信
号WC1 〜WCn に対応したライト・トランスファーゲート
WG1 〜WGnが開かれる(オンされる)。これにより、書
き込み制御信号WC1 〜WCn に対応した所定のメモリセル
MC1 〜MCn が選択される。すると、外部からライト・ビ
ット線WBL を介して送られてくるライトデータが、開か
れたライト・トランスファーゲートWG1 〜WGn を介して
選択されたメモリセルMC1 〜MCn へ転送され、当該メモ
リセルMC1 〜MCn に対して書き込まれる。
作は、書き込み中断制御信号WSP に従って中断および再
開が制御される。例えば、書き込み中断制御信号WSP が
入力されると、その時点でライトデータの書き込みがな
されているメモリセルMCm までで書き込み動作が中断さ
れる。その後、書き込み中断制御信号WSP が入力されな
くなると、次のメモリセルMC(m+1) からライトデータの
書き込みが再開される。
は、読み出し制御信号RC1 〜RCn にに基づいて、以下の
ように制御される。各読み出し制御信号RC1 〜RCn が順
次、メモリ部13に入力されると、その読み出し制御信
号RC1 〜RCn に対応したリード・トランスファーゲート
RG1 〜RGnが開かれる(オンされる)。これにより、読
み出し制御信号RC1 〜RCn に対応した所定のメモリセル
MC1 〜MCn が選択される。その選択されたメモリセルMC
1 〜MCn に書き込まれているデータが、開かれたリード
・トランスファーゲートRG1〜RGn を介してリード・ビ
ット線RBL へ転送され、リードデータとして外部へ出力
される。
作は、読み出し中断制御信号RSP に従って中断および再
開が制御される。例えば、読み出し中断制御信号RSP が
入力されると、その時点でリードデータの読み出しがな
されているメモリセルMCm までで読み出し動作が中断さ
れる。その後、読み出し中断制御信号RSP が入力されな
くなると、次のメモリセルMC(m+1) からリードデータの
読み出しが再開される。
る各制御信号WC1 〜WCn ,RC1 〜RCn の生成動作を説明
する。各DフリップフロップFF1 〜FFn には、データ入
力端子Dとプリセット入力端子PRとクリア入力端子CLR
と中断制御信号入力端子ENとクロック端子Cと各出力端
子Q1,Q2 とが設けられている。
ち、各DフリップフロップFF1 〜FFnはポジティブエッ
ジトリガ型である)。プリセット入力端子PRおよびクリ
ア入力端子CLR はL能動であり、中断制御信号入力端子
ENはH能動である。
ア入力端子CLR は常時Hレベルにつってある(すなわ
ち、常時、不能動になっている)ため、図1〜図6中で
は省略してある。また、先頭のDフリップフロップFF1
以外の各DフリップフロップFF2 〜FFn のプリセット入
力端子PRも常時Hレベルにつってある(すなわち、常
時、不能動になっている)ため、図1〜図6中では省略
してある。
1 〜FFn はリング状にカスケード接続されている。例え
ば、先頭のDフリップフロップFF1 の出力端子Q1はDフ
リップフロップFF2 のデータ入力端子Dに接続され、末
尾のDフリップフロップFFnの出力端子Q1は先頭のDフ
リップフロップFF1 のデータ入力端子Dに接続されてい
る。
が出力される。そして、ライト・リングカウンタ11で
は、各DフリップフロップFF1 〜FFn の出力端子Q2から
各書き込み制御信号WC1 〜WCn が出力される。一方、リ
ード・リングカウンタ12では、各Dフリップフロップ
FF1 〜FFn の出力端子Q2から各読み出し制御信号RC1〜R
Cn が出力される。
DフリップフロップFF1 のプリセット入力端子PRおよび
各DフリップフロップFF2 〜FFn のクリア入力端子CLR
に、初期設定信号RST が入力される。一方、リード・リ
ングカウンタ12では、先頭のDフリップフロップFF1
のプリセット入力端子PRおよび各DフリップフロップFF
2 〜FFn のクリア入力端子CLR に、初期設定信号RST が
入力される。
リップフロップFF1 〜FFn の中断制御信号入力端子ENに
書き込み中断制御信号WSP が入力される。一方、リード
・リングカウンタ12では、各DフリップフロップFF1
〜FFn の中断制御信号入力端子ENに読み出し中断制御信
号RSP が入力される。
の内部構成を示す回路図である。各Dフリップフロップ
FF2 〜FFn は、インバータ21〜24とトランスミッシ
ョンゲート28〜33とNAND25,26とNOR2
7とから構成されている。
のように動作する。 プリセット入力端子PRにLレベルの信号(初期設定信
号RST )が入力されると、各入力端子D,ENおよびクロ
ック端子Cのレベルに関係なく、各出力端子Q1,Q2 から
Hレベルの信号を出力する。
(初期設定信号RST )が入力されると、各入力端子D,
ENおよびクロック端子Cのレベルに関係なく、各出力端
子Q1,Q2 からLレベルの信号を出力する。
WCK ,RCK に同期して、入力端子Dに入力された信号と
同じレベルの信号を各出力端子Q1,Q2 から出力する。 中断制御信号入力端子ENにLレベルの信号が入力され
ているときには、上記の動作を行う。また、中断制御
信号入力端子ENにHレベルの信号(各中断制御信号WSP
,RSP )が入力されているときには、入力端子Dおよ
びクロック端子Cのレベルに関係なく、それ以前に入力
端子Dに入力された信号と同じレベルの信号を各出力端
子Q1,Q2 から出力する。
は、初期設定信号RST が入力されると、先頭のDフリッ
プフロップFF1 の各出力端子Q1,Q2 からHレベルの信号
が出力され、各DフリップフロップFF2 〜FFn の各出力
端子Q1,Q2 からLレベルの信号が出力される。つまり、
初期設定信号RST が入力されると、書き込み制御信号WC
1 だけがHレベルになり、各書き込み制御信号WC2 〜WC
n はLレベルになる。
て、順次、1つの書き込み制御信号WC2 〜WCn だけがH
レベルになってゆく。そして、書き込み制御信号WCn の
次には再び書き込み制御信号WC1 だけがHレベルにな
る。
作は一般的なリングカウンタと同じであるため、ここで
はその詳細な説明を省略する。また、リード・リングカ
ウンタ12の動作もライト・リングカウンタ11と同様
であるため説明を省略する。
・リングカウンタ11によって各書き込み制御信号WC1
〜WCn が順次生成される。その各書き込み制御信号WC1
〜WCn によって各ライト・トランスファーゲートWG1 〜
WGn が順次開かれる。そのため、外部からライト・ビッ
ト線WBL を介して送られてくるライトデータが、各メモ
リセルMC1 〜MCn に対して順次書き込まれる。また、リ
ード・リングカウンタ12によって各読み出し制御信号
RC1 〜RCn が順次生成される。その各読み出し制御信号
RC1 〜RCn によって各リード・トランスファーゲートRG
1 〜RGn が順次開かれる。そのため、各メモリセルMC1
〜MCn に書き込まれたデータが、リード・ビット線RBL
へ順次転送され、リードデータとして外部へ出力され
る。
は、各リングカウンタ11,12によってメモリ部13
の書き込み及び読み出し動作を直接制御している。それ
に対して、図8に示した従来のFIFOメモリ100で
は、前記したように、各カウンタ104,106から発
生されるアドレスA1〜A4を各デコーダ105,10
7でデコードして、メモリ101の書き込み及び読み出
し動作を制御している。
従来のFIFOメモリ100に比べて、各デコーダ10
5,107の動作に要する時間分だけ、書き込み及び読
み出し動作に要する時間を短縮することができる。つま
り、本実施例のFIFOメモリ10は従来のFIFOメ
モリ100に比べて、高速動作が可能になる。
ではなく、以下のように実施してもよい。 1)一般に、FIFOメモリでは、所定のメモリセルに
対して、先に書き込まれたライトデータが読み出される
前に次のライトデータが書き込まれ、先に書き込まれた
ライトデータが破壊されてしまうのを防止する必要があ
る。
ルMCn の次には再び先頭のメモリセルMC1 から順次書き
込み動作がなされるため、図2に示す構成では、上記の
ようなデータ破壊が起こることがある。
0を示す。FIFOメモリ70において、図2〜図5に
示すFIFOメモリ10と異なるのは、以下の1〕2〕
だけである。
つの中断制御信号入力端子EN1 ,EN2 が設けられてい
る。図7は、その各DフリップフロップFF2 〜FFn の内
部構成を示す回路図である。
バータ71〜75とトランスミッションゲート76〜8
1とAND−NOR82とNAND84,85とNOR
83とから構成されている。
のように動作する。 プリセット入力端子PRにLレベルの信号(初期設定信
号RST )が入力されると、各入力端子D,EN1 ,EN2 お
よびクロック端子Cのレベルに関係なく、各出力端子Q
1,Q2 からHレベルの信号を出力する。
(初期設定信号RST )が入力されると、各入力端子D,
EN1 ,EN2 およびクロック端子Cのレベルに関係なく、
各出力端子Q1,Q2 からLレベルの信号を出力する。
とき、クロック端子Cに入力される各クロックWCK ,RC
K に同期して、入力端子Dに入力された信号と同じレベ
ルの信号を各出力端子Q1,Q2 から出力する。また、中断
制御信号入力端子EN1 がHレベルのとき、クロック端子
Cのレベルに関係なく出力端子Q1からLレベルの信号を
出力する。
信号が入力されるか、または、出力端子Q2からLレベル
の信号が出力されているときに、中断制御信号入力端子
EN2にLレベルの信号が入力されたときには、上記の
動作を行う。また、「中断制御信号入力端子EN2 にHレ
ベルの信号(各中断制御信号WSP ,RSP )が入力されて
いるとき」または「中断制御信号入力端子EN1 にHレベ
ルの信号が入力され、且つ、出力端子Q2からHレベルの
信号が出力されているとき」には、入力端子Dおよびク
ロック端子Cのレベルに関係なく、それ以前に入力端子
Dに入力された信号と同じレベルの信号を各出力端子Q
1,Q2 から出力する。
リップフロップFF1 〜FF(n-1) ,FFn の中断制御信号入
力端子EN1 と、リード・リングカウンタ12の各Dフリ
ップフロップFF2 〜FFn ,FF1 の出力端子Q2とが接続さ
れている。
では、リード・リングカウンタ12から出力される読み
出し制御信号RC2 〜RC(n-1) ,RCn によってライト・リ
ングカウンタ11の各DフリップフロップFF1 〜FF(n-
1) ,FFn が上記の動作を行う。そのため、所定のメ
モリセルMCm に対して、先に書き込まれたライトデータ
が読み出される前に次のライトデータが書き込まれ、先
に書き込まれたライトデータが破壊されてしまうのを防
止することができる。
RG1 〜RGn をNMOSトランジスタによって構成する。
その場合、Lレベルの出力信号Q2が出力されるように、
各DフリップフロップFF1 〜FFn を構成する。
期式ではなく、同期化形式(Dラッチ)とする。 4)上記実施例では1ビットのFIFOに具体化した場
合を例示したが、多ビットのFIFOに具体化してもよ
い。その場合には、多ビット化する程、上記効果がさら
に顕著になる。
速動作が可能でFIFO機能を備えた半導体記憶装置を
提供することができるという優れた効果がある。
る。
る。
る。
内部構成を示す回路図である。
ある。
の内部構成を示す回路図である。
路図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 書き込み用のクロックに同期して複数の
書き込み制御信号を順次生成するn段構成の書き込み用
のリングカウンタと、読み 出し用のクロックに同期して複数の読み出し制御信
号を順次生成するn段構成の読み出し用のリングカウン
タと、 書き込み用のビット線と、 読み出し用のビット線と、 対応する 書き込み制御信号により制御され、書き込み用
のビット線のデータを対応するメモリセルへ転送する複
数の書き込み用のトランスファーゲートと、対応する 読み出し制御信号により制御され、読み出し用
のビット線へ対応するメモリセルのデータを転送する複
数の読み出し用のトランスファーゲートとを備え、 i段目の書き込み用リングカウンタは、i+1段目の読
み出し用リングカウンタからの読み出し制御信号によ
り、当該読み出し制御信号が生成されたとき、i段目の
書き込み用リングカウンタの出力が非選択レベルになる
ように制御されているこ とを特徴とする半導体記憶装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23187193A JP3190496B2 (ja) | 1993-09-17 | 1993-09-17 | 半導体記憶装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23187193A JP3190496B2 (ja) | 1993-09-17 | 1993-09-17 | 半導体記憶装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0785648A JPH0785648A (ja) | 1995-03-31 |
JP3190496B2 true JP3190496B2 (ja) | 2001-07-23 |
Family
ID=16930332
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23187193A Expired - Lifetime JP3190496B2 (ja) | 1993-09-17 | 1993-09-17 | 半導体記憶装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3190496B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100281548B1 (ko) * | 1997-12-30 | 2001-02-15 | 김영환 | 선입선출장치 |
-
1993
- 1993-09-17 JP JP23187193A patent/JP3190496B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0785648A (ja) | 1995-03-31 |
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