JP3237583B2 - 同期型半導体記憶装置及びこれを用いた半導体記憶システム - Google Patents
同期型半導体記憶装置及びこれを用いた半導体記憶システムInfo
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Description
装置に関し、特にクロック信号の出力に特徴のある同期
型半導体記憶装置及びこれを用いた半導体記憶システム
に関する。
ク信号を基準に動作する同期型半導体記憶装置として、
同期型DRAMがある。図7は同期型DRAMの構成図
の一例である。図8、図9、図10は、それぞれ同期型
DRAMのACTIVATEコマンド入力時、READ
コマンド入力時、WRITEコマンド入力時における信
号波形図である。以下、図7、図8、図9及び図10を
参照して一般的な同期型DRAMの動作を説明する。
(d)、(e)、(f)、(g)において、時刻t0
で、端子群11にACTIVATEコマンド(行アドレ
ス選択コマンド、CSバーとRASバーがLOWレベ
ル、CASバーとWEバーがHIGHレベル。以下、C
Sバー、RASバー,CASバー及びWEバーをそれぞ
れ「CSB,RASB,CASB及びWEB」とい
う。)が端子34のクロック入力に対して定められた入
力セットアップタイム、入力ホールドタイムの間入力さ
れると、ACTIVATEコマンドは入力回路12を通
してデコードされ、ラッチ回路13(D型フリップフロ
ップ回路)に入力される。また時刻t0の端子34に対
するクロック入力は、入力回路35を通して内部クロッ
ク信号発生回路36に入力されて、内部クロック信号発
生回路36において内部クロック信号37が生成されて
出力され、ラッチ回路3,13,33、書き込み制御回
路23、読み出し制御回路24に送られる。
回路13において内部クロック信号37によりラッチさ
れ、ラッチされたACTIVATEコマンド信号14
は、行アドレス制御回路17へ入力されて、行アドレス
制御回路17からは行アドレス制御信号18が出力され
る。また、端子群1に入力される行アドレス入力(X)
がクロック入力に対して定められた入力セットアップタ
イム、入力ホールドタイムの間入力されると入力回路2
を通してラッチ回路3(D型フリップフロップ回路)に
入力されて、ラッチ回路3において内部クロック信号3
7によってラッチされる。ラッチされた行アドレス
(X)は、その後、行アドレスバッファ7を通して行デ
コーダ8に入力され、行デコーダ8においては行アドレ
ス(X)に対応する行選択線9が選択される。
明する。図7及び図9(a)、(b)、(c)、
(d)、(e)、(f)、(g)、(h)、(i)にお
いて、時刻t0で、端子群11にREADコマンド(読
み出し動作コマンド、CSBとCASBがLOWレベ
ル、RASBとWEBがHIGHレベル)と端子群1に
アドレス(Y1)がクロック入力に対して定められた入
力セットアップタイム、入力ホールドタイムの間、入力
されると、READコマンドは、入力回路12を通して
デコードされラッチ回路13へ入力される。前記REA
Dコマンドは、ラッチ回路13において内部クロック信
号37によりラッチされ、ラッチされたREADコマン
ド信号16は、列アドレス制御回路19に入力されると
ともに、読み出し制御回路24へ送られる。列アドレス
制御回路19においては、READコマンド信号16の
入力を受けて列アドレス制御信号20が出力され、列ア
ドレスバッファ4に入力される。また、前記アドレス
(Y1)は、入力回路2を通してラッチ回路3(D型フ
リップフロップ回路)に入力されて、内部クロック信号
37によりラッチされ、ラッチされたアドレス(Y1)
は、列アドレスバッファ4を通して列デコーダ5に入力
され、このアドレスに対応する列選択線6が選択され
る。これにより読み出すべきメモリセルが選択されたこ
とになる。次に、メモリセルアレイ10から、センスア
ンプ21を経由して読み出されるデータ出力はR/W
(READ/WRITE)バス22を経由してデータア
ンプ28において時刻t0のクロック入力に対応する内
部クロック信号37により読み出し制御回路24で生成
されるデータアンプ制御信号25によって増幅される。
次に、時刻t1のクロック入力に対応する内部クロック
信号37から読み出し制御回路24で作成された出力デ
ータラッチ信号26により、ラッチ回路29(D型フリ
ップフロップ回路)において出力データはラッチされ
て、読み出し制御回路24で生成される出力許可信号2
7により出力回路30を介して端子31に出力される。
図9はバースト長(同時に読み出し、書き込みを実行す
るビット長)が4ビットの場合の動作波形図であり、一
連の動作は、1サイクルごとに次のビットの読み出し動
作が実行され並列に処理される。つまり2ビット目(Y
2)は時刻t1〜t2、3ビット目(Y3)は時刻t2
〜t3、4ビット目(Y4)は時刻t3〜t4の2クロ
ックでそれぞれ実行される。上述した読み出し動作では
READコマンドが入力されてから2クロック目でデー
タが出力されるために、”CAS LATENCY
2”と呼ばれている。
明する。図7及び図10(a)、(b)、(c)、
(d)、(e)、(f)、(g)、(h)、(i)にお
いて、時刻t0で端子11からWRITEコマンド(書
き込み動作コマンド、CSBとCASBとWEBがLO
Wレベル、RASBがHIGHレベル)、端子31から
書き込みデータ(DQ)、端子1からアドレス(Y1)
がクロック入力に対して定められた入力セットアップタ
イム、入力ホールドタイムの間、入力される。WRIT
Eコマンドは、入力回路12を通してデコードされてラ
ッチ回路13へ入力される。ラッチ回路13において
は、WRITEコマンドは時刻t0のクロック入力に対
応して内部クロック信号発生回路36より出力される内
部クロック信号37によりラッチされ、WRITEコマ
ンド信号15が出力され、列アドレス制御回路19と書
き込み制御回路23へ送られる。列アドレス制御回路1
9においては、WRITEコマンド信号15の入力を受
けて列アドレス制御信号20が出力され、列アドレスバ
ッファ4に入力される。読み出し時と同様に前記アドレ
ス(Y1)は、入力回路2を通してラッチ回路3(D型
フリップフロップ回路)に入力されて、内部クロック信
号37によりラッチされ、ラッチされたアドレス(Y
1)は、列アドレスバッファ4を通して列デコーダ5に
入力され、このアドレスに対応する列選択線6が選択さ
れる。また、端子31より入力される書き込みデータ
(DQ)は、入力回路32を通してラッチ回路33(D
型フリップフロップ回路)に入力され、時刻t0のクロ
ック入力に対応して内部クロック発生回路36より出力
される内部クロック信号37の立ち上がりによりラッチ
されて、書き込み制御回路23に入力される。さらに、
時刻t0のクロック入力に対応して内部クロック発生回
路36より出力される内部クロック信号37の立ち下が
りによって書き込み制御回路23から出力される書き込
みデータはR/W(READ/WRITE)バス22、
センスアンプ21を経由してメモリセルアレイ10の対
応するメモリセルに書き込まれる。書き込み動作に関し
ては、1サイクルで動作が終了する。
体記憶システムの構成について説明する。
モリコントローラと同期型メモリとの接続の一例を示す
ブロック図である。メモリコントローラから出力された
クロック信号は、そのまま並べられた同期型DRAMに
直線的に接続されている。また、アドレス及びデータの
バスも、メモリコントローラと同期型DRAMとの間で
直線的に接続されている。なお、コマンド入力用のCS
B,RASB,CASB,WEB信号は図示していな
い。
4への書き込み動作及び読み出し動作の信号波形図であ
る。時刻t0にメモリコントローラからクロックが出力
され、そのクロックに対し所定の入力セットアップタイ
ム(図中b)、入力ホールドタイム(図中c)を設けて
WRITEコマンド、アドレス、データが入力される。
クロックは、メモリコントローラを出力されたところを
(A)、同期型メモリ4に入力されるところを(B)と
すると、t0からt0’まで遅れて入力される。メモリ
コントローラから同期型メモリ4までの配線による伝搬
時間をaとするとt0からt0’までが時間aになる。
同様に、アドレス、データも同じように時間aだけ遅れ
て入力され同期型メモリ4の所定のアドレスにデータが
書き込まれる。次に時刻t1においてREADコマンド
が入力された時を説明する。クロック入力は、(A)か
ら(B)まで書き込み動作と同じように時間aだけ遅れ
て入力される。アドレスも同様である。データ出力はC
AS LATENCY 2の場合、同期型メモリ4の所
定のアドレスのデータがt2’のクロック(B)を基準
に出力され、(F)から(E)まで時間aだけ遅れてメ
モリコントローラに到達し、メモリコントローラ内でt
3のクロック(A)を用いてラッチされる。
1への書き込み動作、読み出し動作の信号波形図であ
る。時刻t0にメモリコントローラからクロックが出力
され、そのクロックに対し所定の入力セットアップタイ
ム(図中b)、入力ホールドタイム(図中c)を設けて
WRITEコマンド、アドレス、データが入力される。
クロックは、メモリコントローラを出力されたところ
(A)が同期型メモリ1に入力される。同様に、アドレ
ス、データも遅れなく入力され同期型メモリ1の所定の
アドレスにデータが書き込まれる。次に時刻t1におい
てREADコマンドが入力された時を説明する。クロッ
ク入力、アドレス入力とも書き込み動作と同じように入
力される。同期型メモリ1の所定のアドレスのデータが
CAS LATENCY 2でt2のクロック(A)を
基準に出力され、メモリコントローラに到達し、メモリ
コントローラ内でt3のクロック(A)を用いてラッチ
される。
中”Write”と”Read”はそれぞれ書き込み動
作の許可信号、読み出し動作の許可信号を意味し、それ
ぞれ書き込み動作中、読み出し動作中にHighとなる
信号でメモリコントローラから出力される。クロックは
書き込み動作時はWriteが入力するAND素子1を
通してそれぞれの同期型メモリに入力される。読み出し
動作時はReadが入力するAND素子2を通してそれ
ぞれの同期型メモリに入力され、(K)の配線を経由し
てメモリコントローラにも入力される。アドレスとデー
タは図11の例と同じである。
の書き込み動作、読み出し動作の信号波形図である。時
刻t0にメモリコントローラからクロックが出力され、
そのクロックに対し所定の入力セットアップタイム(図
中b)、入力ホールドタイム(図中c)を設けてWRI
TEコマンド、アドレス、データが入力される。クロッ
クはメモリコントローラを出力されたところを(G)、
遠端を(H)、Write用AND素子1出力を
(I)、Read用AND素子2出力を(J)とし、
(G)から(H)又は(I)から(J)までの配線によ
る伝搬時間をa、AND素子1又は2の通過時間をdと
すると同期型メモリ4にはt0からt0''、つまりa+
dの時間遅れて入力される。アドレス、データは図11
の例と同じく時間aだけ遅れて入力され、同期型メモリ
4の所定のアドレスにデータが書き込まれる。次に時刻
t1においてREADコマンドが入力された時を説明す
る。クロック入力は書き込み動作と同じように時間a+
dだけ遅れて入力される。さらに、メモリコントローラ
には(J)から(K)ヘの配線による伝搬時間eだけ遅
れて入力される。アドレスも書き込み動作と同様であ
る。データ出力は同期型メモリ4の所定のアドレスのデ
ータがCAS LATENCY 2でt2''のクロック
(J)を基準に出力され、(O)から(N)まで時間a
だけ遅れてメモリコントローラに到達し、メモリコント
ローラ内でt3''' のクロック(K)を用いてラッチさ
れる。
1への書き込み動作、読み出し動作の信号波形図であ
る。時刻t0にメモリコントローラからクロックが出力
され、そのクロックに対し所定の入力セットアップタイ
ム(図中b)、入力ホールドタイム(図中c)を設けて
WRITEコマンド、アドレス、データが入力される。
クロックはWriteが入力するAND素子1を通して
時間dだけ遅れてクロック(I)が同期型メモリ1に入
力される。アドレス、データは遅れなく入力され同期型
メモリ1の所定のアドレスにデータが書き込まれる。次
に時刻t1においてREADコマンドが入力された時を
説明する。クロックは(G)から(H)に行き、Rea
dが入力するAND素子を通して(J)から(I)に伝
わり遅れ時間a+d+eで同期型メモリ1に入力され
る。アドレスは書き込み動作と同じように入力される。
同期型メモリ1の所定のアドレスのデータがCAS L
ATENCY 2でt2''のクロック(I)を基準に出
力され、メモリコントローラに到達し、メモリコントロ
ーラ内でt3''' のクロック(K)を用いてラッチされ
る。
は以下の様な問題点がある。
る。書き込み時には、クロック信号も、アドレス信号、
データ信号もメモリコントローラから同期型メモリ側に
伝わる。そのため、信号の伝搬時間を考慮しても、メモ
リコントローラに一番近い同期型メモリも一番遠い同期
型メモリも、クロック信号とアドレスデータ信号との入
力時間差は同じである。したがって、入力セットアップ
タイムb、入力ホールドタイムcのマージンは変わらな
い。しかし、読み出し動作時には、クロック信号とアド
レス信号は書き込み時と同じであり問題ないが、データ
は同期型メモリから出力される。そのため、メモリコン
トローラから遠い同期型DRAMほどメモリコントロー
ラに到達するデータとそのデータをラッチするメモリコ
ントローラのt3のクロック(A)との時間が小さくな
り、ラッチできない可能性がある。
する。書き込み時には、クロック信号はAND素子の通
過時間dだけ遅れるが、アドレス信号、データ信号と
も、方向は同じなので同期型DRAMの入力では入力ホ
ールドタイムのマージンが時間dの分だけ小さくなる。
つまりクロックとアドレス、データ入力のマージンが図
中fとgになる。時間dが無視できるだけ小さければ問
題ない。読み出し動作時は、クロック信号を折り返して
クロック(K)をメモリコントローラに入力しているの
で、同期型メモリから出力されたデータに関してはクロ
ック(K)でラッチすればよく問題ない。しかし、読み
出し時には、クロックを折り返しているので、メモリコ
ントローラに近い同期型DRAMは入力されるクロック
が遅くなる。同期型DRAM1の場合はクロック(I)
は(G)に比べa+d+eだけ遅れる。アドレス信号は
同期型DRAMにそのまま入力されるのでアドレス信号
の入力ホールドタイムが極端に悪化して正常に動作しな
い可能性がある。図16中hはアドレスが正常な値から
切り替わったあと、ラッチするためのクロック(I)が
Highになっており逆マージンのため正常な入力をラ
ッチできない。
体記憶装置は、外部から入力したクロック信号を基準に
書き込み動作及び読み出し動作を行う同期型半導体記憶
装置において、クロック信号を折り返しクロック信号と
して外部へ出力する折り返しクロック信号出力端子と、
折り返しクロック信号の出力の可否をチップセレクト信
号により制御する制御回路とを備えたものである。
リーコントローラと、外部から入力したクロック信号を
基準に書き込み動作及び読み出し動作を行うとともにメ
モリーコントローラに並列かつ直線状に接続された複数
の同期型半導体記憶装置とを備え、これらの同期型半導
体記憶装置は、クロック信号を基準に読み出しデータを
メモリーコントローラへ出力するとともに、クロック信
号を前記折り返しクロック信号として前記メモリーコン
トローラへ出力し、メモリーコントローラは、前記折り
返しクロック信号を基準に前記読み出しデータを取り込
むものである。また、同期型半導体記憶装置は、折り返
しクロック信号の出力の可否をチップセレクト信号によ
り制御する、としてもよい。
記憶装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。
図1に示されるように、本実施形態は、図7の従来例に
対し、クロックとチップセレクト信号(CSB)が入力
する折り返しクロック信号発生回路39と出力端子40
が追加されている。折り返しクロック信号発生回路39
が特許請求の範囲における「制御回路」に相当する。図
1において、ACTIVATEコマンド(行アドレス系
動作コマンド:CSB及びRASBがLOWレベル、C
ASB及びWEBがHIGHレベル)が入力される場合
の動作、データ読み出し時に、READコマンド(読み
出し動作コマンド:CSB及びCASBがLOWレベ
ル、RASB及びWEBがHIGHレベル)と、アドレ
スが入力される場合の動作、及びデータ書き込み時に、
WRITEコマンド(書き込み動作コマンド:CSB、
CASB及びWEBがLOWレベル、RASBがHIG
Hレベル)が入力される場合の動作については、それぞ
れ基本的には前述の従来例の場合と同様である。したが
って説明の重複を避けるために、ここでは、従来例と異
なる点に焦点を当てて、本発明の特徴とするクロック信
号の折り返し出力に関して説明するものとする。
生回路の例である。この回路はクロックとチップセレク
ト信号(CSB)の入力とインバータ2つとNAND素
子で構成されている論理回路である。図3は図2の折り
返しクロック信号発生回路の信号波形図である。チップ
セレクト信号(CSB)がLOWであれば、クロック入
力に対して、折り返しクロック信号を出力する。つまり
時刻t0のクロック入力に対してt0’の折り返しクロ
ック信号を出力する。
複数使用した半導体記憶システムの構成例について説明
する。図4がその一例であり、クロック、アドレス、デ
ータは図10の従来例と同じ様に直線的に接続されてい
るが、各同期型メモリからは折り返しクロック信号が出
力されており、メモリコントローラに入力されている。
また、各同期型メモリ内のCSB1,2,3,4はチッ
プセレクト信号でそれぞれメモリコントローラから出力
され各同期型メモリに入力されている。
の書き込み動作、読み出し動作の信号波形図である。時
刻t0にメモリコントローラからクロックが出力され、
そのクロックに対し所定の入力セットアップタイム(図
中b)、入力ホールドタイム(図中c)を設けてWRI
TEコマンド、アドレス、データが入力される。クロッ
クはメモリコントローラを出力されたところを(P)、
同期型メモリ4に入力されるところを(Q)とするとt
0からt0’まで遅れて入力される。メモリコントロー
ラから同期型メモリ4までの配線による伝搬時間を従来
例と同様にaとするとt0からt0’までが時間aにな
る。同様に、アドレス、データも同じように時間aだけ
遅れて入力され、同期型メモリ4の所定のアドレスにデ
ータが書き込まれる。つまりクロック信号とアドレス、
データの信号の時間関係は変わらず、入力セットアップ
タイムはb、入力ホールドタイムはcのまま同期型DR
AM4に入力される。次に時刻t1においてREADコ
マンドが入力された時を説明する。クロック入力は
(P)から(Q)まで書き込み動作と同じように時間a
だけ遅れて入力される。アドレスも同様である。データ
出力はCAS LATENCY 2の場合、同期型メモ
リ4の所定のアドレスのデータがt2’のクロック
(Q)を基準に出力され、(W)から(V)まで時間a
だけ遅れてメモリコントローラに到達する。つまり、ク
ロック(P)を基準にするとa+d+アクセスタイムだ
け遅れている。ここでアクセスタイムとは、同期型半導
体記憶装置にクロックが入力されてからデータ出力ピン
にデータが出力されるまでの時間を示す。また、データ
をラッチすべき折り返しクロックは、t3のクロック
(P)を基準にするとt3''' までa+i+dだけ遅れ
てメモリコントローラに到達することになり、iが無視
できるだけ小さければデータとラッチ信号の時間関係は
ほとんど変化がない。したがって、同期型メモリ4の出
力データはメモリコントローラ内でt3''' の折り返し
クロック信号(S)を用いてラッチできる。
の書き込み動作、読み出し動作の信号波形図である。時
刻t0にメモリコントローラからクロックが出力され、
そのクロックに対し所定の入力セットアップタイム(図
中b)、入力ホールドタイム(図中c)を設けてWRI
TEコマンド、アドレス、データが入力される。クロッ
クはメモリコントローラを出力されたところ(P)が同
期型メモリ1に入力される。同様に、アドレス、データ
も遅れなく入力されるため同期型メモリ1に入力される
アドレス、データの入力セットアップタイムb、入力ホ
ールドタイムcは変化がなく、同期型メモリ1の所定の
アドレスにデータが書き込まれる。次に時刻t1におい
てREADコマンドが入力された時を説明する。クロッ
ク入力、アドレス入力とも書き込み動作と同じように入
力される。同期型メモリ1の所定のアドレスのデータが
CAS LATENCY 2でt2のクロック(P)を
基準に出力され、メモリコントローラに到達する。クロ
ック(P)からの遅れはアクセスタイムのみである。ま
た、折り返しクロックはクロック(P)を基準に生成さ
れ遅れ時間はiのみである。したがって同期型メモリ4
の例と同様にiが無視できるだけ小さければデータとラ
ッチ信号の時間関係はほとんど変化がない。したがっ
て、同期型メモリ4の出力データはメモリコントローラ
内でt3’の折り返しクロック信号(S)を用いてラッ
チできる。また、折り返しクロックの遅れiを少なくす
るのは同期型半導体記憶装置又はそれを使用した半導体
装置で、既存のPLL(Phase−Locked L
oop:位相同期ループ)技術を用いれば容易に実現可
能である。
導体記憶装置及びこれを用いた半導体記憶システムによ
れば、入力したクロック信号を折り返しクロック信号と
して外部へ出力するので、クロックと他の信号とのタイ
ミングマージンがなくなってラッチできなくなることを
防止できる。
態の構成を示すブロック図である。
クロック信号発生回路の一例を示す回路図である。
示す信号波形図である。
の構成を示すブロック図である。
リ4の動作を示す信号波形図である。
リ1の動作を示す信号波形図である。
ック図である。
マンド入力時における動作を示す信号波形図である。
ド入力時における動作を示す信号波形図である。
マンド入力時における動作を示す信号波形図である。
ロック図である。
メモリ4の動作を示す信号波形図である。
メモリ1の動作を示す信号波形図である。
ロック図である。
メモリ4の動作を示す信号波形図である。
メモリ1の動作を示す信号波形図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 外部から入力したクロック信号を基準に
書き込み動作及び読み出し動作を行う同期型半導体記憶
装置において、 前記クロック信号を折り返しクロック信号として外部へ
出力する折り返しクロック信号出力端子と、前記折り返
しクロック信号の出力の可否をチップセレクト信号によ
り制御する制御回路と、 を備えたことを特徴とする同期型半導体記憶装置。 - 【請求項2】 メモリーコントローラと、外部から入力
したクロック信号を基準に書き込み動作及び読み出し動
作を行うとともに前記メモリーコントローラに並列かつ
直線状に接続された複数の同期型半導体記憶装置とを備
え、 これらの同期型半導体記憶装置は、前記クロック信号を
折り返しクロック信号として外部へ出力する折り返しク
ロック信号出力端子と、前記折り返しクロック信号の出
力の可否をチップセレクト信号により制御する制御回路
とを有し、 前記チップセレクト信号により選択された前記同期型半
導体記憶装置は、 前記クロック信号を基準に読み出しデ
ータを前記メモリーコントローラへ出力するとともに、
前記折り返しクロック信号を前記クロック信号出力端子
から前記メモリーコントローラへ出力し、 前記メモリーコントローラは、前記折り返しクロック信
号を基準に前記読み出しデータを取り込む、 半導体記憶システム。 - 【請求項3】 メモリーコントローラと、外部から入力
したクロック信号を基準に書き込み動作及び読み出し動
作を行うとともに前記メモリーコントローラに並列かつ
直線状に接続された複数の同期型半導体記憶装置とを備
え、 これらの同期型半導体記憶装置は、前記クロック信号を
基準に読み出しデータを前記メモリーコントローラへ出
力するとともに、前記クロック信号を前記折り返しクロ
ック信号として前記メモリーコントローラへ出力し、 前記メモリーコントローラは、前記折り返しクロック信
号を基準に前記読み出しデータを取り込み、 前記同期型半導体記憶装置は、前記折り返しクロック信
号の出力の可否をチップセレクト信号により制御する、 半導体記憶システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23510597A JP3237583B2 (ja) | 1997-08-29 | 1997-08-29 | 同期型半導体記憶装置及びこれを用いた半導体記憶システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23510597A JP3237583B2 (ja) | 1997-08-29 | 1997-08-29 | 同期型半導体記憶装置及びこれを用いた半導体記憶システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH1173771A JPH1173771A (ja) | 1999-03-16 |
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---|---|---|---|---|
KR100495848B1 (ko) * | 2000-03-30 | 2005-06-16 | 마이크론 테크놀로지, 인크. | 제로-레이턴시-제로 버스 전환 동기 플래시 메모리 |
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1997
- 1997-08-29 JP JP23510597A patent/JP3237583B2/ja not_active Expired - Fee Related
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