JP3270411B2 - アドレス復号化装置 - Google Patents
アドレス復号化装置Info
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Description
置に関し、特に、所定のクロック信号に同期化させつつ
アドレス信号をラッチするラッチ回路と、このラッチ回
路からの出力信号を復号化する復号化回路とを具備する
同期式メモリのアドレス復号化装置に関する。
ラム(同期式SRAM)を設計する際には図7のような
構成を用いていた。図7において、アドレス信号(AD
信号)S,S’は、ラッチ回路(Latch)100に
てクロック信号(CLK信号)Tで同期をとりつつ取り
込まれ、ラッチ回路100からの出力である同期化回路
出力信号群Uを復号化回路(デコーダ)110にて復号
化し、さらにマルチワードを防止するため、デコーダ1
10のNAND回路(NANDゲート)110aにCL
K信号Tを接続してある。
0のNANDゲート110aに到達する前に、CLK信
号Tがデコーダ110のNANDゲート110aに到達
してしまうと、マルチワードを引き起こしてしまう。こ
のため、通常は、CLK信号Tのラインに遅延回路(D
elayゲート)120を接続し、CLK信号Tがデコ
ーダ110のNANDゲート110aに到達する時間を
遅らせている。
複数本選択されることをいい、WORD線の選択状態
は”High”レベルである。従って、通常のメモリの
構成としては全WORD線のうちの1本にみが”Hig
h”レベルになるように回路構成されることでマルチワ
ードを防止している。図8に示すように、WORD線V
〜Yはメモリセル130〜160のトランスファーゲー
ト130a〜160aに接続されている。
gh”、メモリセル160の状態が”Low”とした場
合に、WORD線VとWORD線Yがマルチワードを起
こすと、メモリセル130の”High”とメモリセル
160の”Low”がぶつかり、どちらかの記憶データ
を破壊する結果となってしまう。こうしたことから、同
期式SRAMにおいてマルチワードは決して起こしては
ならない現象であり、何らかの回避策が必要となる。
設計する際には、特開平9−265782号公報に開示
された図9に示すような構成を用いていた。ラッチ機能
付きデコーダ200は、デコーダ部210とラッチ部2
20を一体化して構成し、デコーダ部210はNAND
ゲート210aとインバータ210bから形成する。一
方、ラッチ部220は第一のトランスミッションゲート
群220a,220bおよび第二のトランスミッション
ゲート群220c,220dで形成する。
220dは、PMOSおよびNMOSからなり、ゲート
に外部クロックを供給することにより、オン・オフを制
御される。これにより、内部アドレス系の使用されるイ
ンバータを2段減らし、内部アドレス信号を高速化し
て、内部クロックに対するセットアップマージンを確保
し、高周波動作を可能にしている。
ス復号化装置においては、次のような課題があった。前
者の場合、同期式SRAMのアクセススピードは、CL
K信号Tの変化からデータ出力までであるが、デコーダ
110のNANDゲート110aにAD信号S,S’が
到達するまでCLK信号TをDelayゲート120で
遅らせるため、結局アクセススピードはAD信号S,
S’からデータ出力となってしまい、得られる特性が良
くなかった。また、Delayゲート120の設定はあ
る程度のマージンを含んだ設定となるため、素子数は少
なく押さえられるが特性は悪化してしまう。
化は実現可能であるが、デコーダ部210とラッチ部2
20とが一体化しているため、メモリ容量が大きくなれ
ばなるほど面積のオーバーヘッドが出てしまう。つま
り、素子数が増大してしまう。さらに、電源投入時に
は、NANDゲート210aの出力が複数”High”
状態となって選択する場合があり、最悪クロックが変化
するまでに大電流が流れ、トランジスタを破壊してしま
うおそれがあるため、NANDゲート210aの出力部
分に初期化回路を設ける必要がある。これも素子数増大
の要因である。従って、素子数または特性のいずれかを
優先して設計を行うことしかできず、特性の悪化を伴わ
ずに素子数を低減させるのは非常に困難であった。
もので、特性の悪化を伴うことなく、素子数を低減させ
ることの可能なアドレス復号化装置の提供を目的とす
る。
め、請求項1にかかる発明は、所定のクロック信号に同
期化させつつアドレス信号をラッチするラッチ回路と、
このラッチ回路からの出力信号を復号化して復号化信号
を出力する復号化回路とを具備する同期式メモリのアド
レス復号化装置において、前記ラッチ回路と復号化回路
との間に介在され、前記ラッチ回路が前記クロック信号
に基づき前記アドレス信号を取り込んでいる期間は初期
化信号を前記復号化回路に出力し、前記ラッチ回路が前
記クロック信号に基づき前記アドレス信号をラッチして
いる期間は前記アドレス信号を前記復号化回路に出力す
る論理回路を備える構成としてある。すなわち、論理回
路は、ラッチ回路が所定のクロック信号に同期化させつ
つアドレス信号をラッチして出力した出力信号を取得
し、復号化回路に供給する。このとき、論理回路は、復
号化回路にて復号化されて出力される復号化信号を所定
期間にわたって初期化させている。
間に介在されて復号化信号を所定期間にわたって初期化
するものであれば良く、複数のラッチ回路と復号化回路
が備えられている場合には、各ラッチ回路と復号化回路
との間にそれぞれ配置されたものであっても良いし、複
数のラッチ回路と復号化回路との間に配置されるもので
あっても良い。
式メモリの一例として、請求項2にかかる発明は、上記
請求項1に記載のデータ復号化装置において、同期式メ
モリは、特定用途向け集積回路(ASIC)に備えられ
た同期式スタティックラム(SRAM)である構成とし
てある。すなわち、特定用途向け集積回路に備えられた
同期式スタティックラムのアドレス復号化装置におい
て、論理回路は、ラッチ回路と復号化回路との間に介在
され、復号化信号を所定期間にわたって初期化する。
を復号化して復号化信号を出力するものであれば良く、
構成の一例として、請求項3にかかる発明は、上記請求
項1または請求項2のいずれかに記載のアドレス復号化
装置において、復号化回路は、復号化信号をWORD線
に出力する構成としてある。すなわち、復号化回路は、
ラッチ回路からの出力信号を復号化してWORD線に復
号化信号を出力する。
て、請求項4にかかる発明は、上記請求項1〜請求項3
のいずれかに記載のアドレス復号化装置において、論理
回路は、ラッチ回路からの出力信号とクロック信号とを
入力して第一の変換信号を復号化回路に出力する第一の
NOR回路と、ラッチ回路からの出力信号を反転させる
インバータと、インバータからの反転信号とクロック信
号とを入力して第二の変換信号を復号化回路に出力する
第二のNOR回路とを備える構成としてある。
路からの出力信号とクロック信号とを入力して第一の変
換信号を復号化回路に出力する。また、第二のNOR回
路は、インバータがラッチ回路からの出力信号を反転さ
せると、インバータからの反転信号とクロック信号とを
入力して第二の変換信号を復号化回路に出力する。
させるときの所定期間の一例として、請求項5にかかる
発明は、上記請求項1〜請求項4のいずれかに記載のア
ドレス復号化装置において、論理回路は、クロック信号
が低レベル状態にあるとき、復号化信号を初期化する構
成としてある。すなわち、クロック信号が高レベル状態
と低レベル状態とを繰り返すとき、論理回路は、クロッ
ク信号が低レベル状態にある間に復号化信号を初期化す
る。
間に介在されていれば良いことから、周囲の回路構成と
一体的に形成されるものであっても良く、構成の一例と
して、図6のような構成も可能である。すなわち、ラッ
チ回路部分が所定のクロック信号に同期化させつつアド
レス信号を取り込むとき、論理回路部分を介して復号化
回路に出力信号を供給することにより、復号化信号を所
定期間にわたって初期化させる。
実施形態を説明する。図1は、本発明の一実施形態とし
てのアドレス信号復号化装置の概略構成をブロック図に
より示している。
信号A,A’を入力するアドレス信号入力端子11,1
1と、クロック信号Bを入力するクロック信号入力端子
12とを入力側に接続したラッチ回路13,13を備え
ており、クロック信号入力端子12から入力されたクロ
ック信号Bに同期化させつつ、アドレス信号入力端子1
1,11から入力されたアドレス信号A,A’を取り込
んでいる。
信号入力端子12とには、論理回路14,14が接続さ
れており、ラッチ回路13,13からのラッチ出力信号
C,C’をクロック信号Bのレベル状態に応じて変更さ
せつつ論理回路出力信号D,E,D’,E’を出力して
いる。
ow”期間でアドレス信号A,A’を取り込み、クロッ
ク信号Bの”High”期間でラッチする。ここで、”
Low”期間は、本発明にいう低レベル状態を示し、”
High”期間は、低レベル状態に対する高レベル状態
を示している。また、論理回路14,14は、ラッチ出
力信号C,C’とクロック信号Bとの論理をとる回路
で、クロック信号Bが”Low”期間はラッチ出力信号
C,C’を無条件に”Low”にイニシャライズし、ク
ロック信号Bが”High”期間はラッチ出力信号C,
C’をそのまま出力する。さらに、論理回路14,14
の出力側には、デコーダ15〜18が接続されており、
論理回路出力信号D,E,D’,E’を復号化してWO
RD線F,G,H,Iに出力している。
NOR回路14a、14bは、それぞれ本発明にいう第
一および第二のNOR回路を構成し、論理回路出力信号
D、D’と論理回路出力信号E、E’とは、それぞれに
本発明にいう第一および第二の変換信号を構成してい
る。
態の論理回路出力信号D,E,D’,E’に当たる信号
は常にD≠E,D’≠E’の関係が成り立っていた。つ
まり、Dが”High”のときEは”Low”、Dが”
Low”のときEは”High”であったため、マルチ
ワードの防止のために論理構成を付加せざるを得なかっ
た。
E’が成り立つような論理構成を組むことにより、マル
チワードを防止している。これが図2に示すWORD線
F,G,H,Iの非選択期間であり、クロック信号B
が”Low”である期間は、論理回路出力信号D,E,
D’,E’が無条件に”Low”にイニシャライズされ
る。また、図7に示す従来の素子数優先構成において、
メモリの読み出し、書き込み時のタイミングであるセッ
トアップ時間はデコーダ110のNANDゲート110
aの部分でのアドレス信号S,S’とクロック信号Tと
の関係が(アドレス信号S,S’の到達時間)<(クロ
ック信号Tの到達時間)で決定し、また、ホールド時間
はラッチ回路100の部分でのアドレス信号S,S’と
クロック信号Tとの関係が(アドレス信号S,S’の到
達時間)>(クロック信号Tの到達時間)で決定する。
ットアップ、ホールドとも入力近傍のラッチ回路13,
13と論理回路14,14とにより決定されるため、相
対的にタイミングも小さくなる。図7においてアドレス
信号をラッチ回路100にて同期し、同期化回路出力信
号群Uをデコーダ110にて復号化し、さらにマルチワ
ード防止のため、デコーダ110のNANDゲート11
0aにクロック信号Tを遅延させたDelayゲート1
20の出力を接続するような構成をとっている。ここ
で、アドレス信号S,S’がデコーダ110のNAND
ゲート110aに到達する時間を遅らせている。
ロック信号Tがデータ出力までであるが、図7の回路構
成ではデコーダ110のNANDゲート110aにアド
レス信号S,S’が到達するまでクロック信号TをDe
layゲート120により遅らせるため、結局、アクセ
ススピードは、アドレス信号S,S’からデータ出力と
なってしまうため、アクセス時間を悪化させている。
る程度のマージンを含んだ設定となるため、この構成で
は素子数は少なく押さえられるが、特性は悪くなってし
まう。しかし、本実施例における回路構成では、ラッチ
回路13,13の直後にクロック信号Bとの論理回路1
4,14を設けることにより、クロック信号Bが”Lo
w”期間は論理回路出力信号D,E,D’,E’が無条
件に”Low”にイニシャライズされ、デコーダ15を
構成しているNANDゲート15aへのクロック信号B
の接続が不要となり、このNANDゲート15aを構成
しているトランジスタ数を削減することが可能となる。
WORDの場合、図7に示す従来の回路構成ではトラン
ジスタ202個が必要であるが、本実施形態における回
路構成では、トランジスタ194個で済ませることが可
能となる。メモリ容量が大サイズの1024WORDの
場合、図7に示すの従来の回路構成では、トランジスタ
8374個が必要であるが、本実施形態における回路構
成では、トランジスタ6386個で済ませることが可能
となる。
路構成とにおける素子数の比較をグラフにより示してい
る。図7に示す従来の素子数優先構成時におけるアドレ
ス信号同期化回路+デコード部素子数と図1に示す本実
施形態の回路構成時におけるアドレス信号同期化回路+
デコード部素子数では、本実施形態の方が素子数を少な
く構成することが明確である。また、メモリ容量が大き
くなればなるほど削減できる素子数は増大することも分
かる。
だが、図1では、図7におけるWORD線の本数分必要
なデコーダに備えられたNANDゲートの入力本数が減
ることで、駆動能力も同じディメンジョンサイズで向上
することは明らかであり、アクセス時間をより速くする
ことが可能である。また、クロック信号に付く負荷容量
も本発明では削減可能であり、アクセス時間をより速く
することが可能である。
設計する際、図9に示すような構成を用いていたため、
同期式SRAMの高速化は実現可能であるが、デコーダ
部210とラッチ部220とが一体化しているため、メ
モリ容量が大きくなればなるほど素子数が増大してしま
う。さらに、電源投入時には、NANDゲート210a
の出力が複数”High”状態となって選択する場合が
あり、最悪クロック信号が変化するまでに大電流が流
れ、トランジスタを破壊してしまうおそれがあるため、
NANDゲート210aの出力部分に初期化回路を設け
る必要があり、素子数増大の要因となっていた。
路構成との違いについて図4および図5を参照しながら
説明する。同期式SRAMのアクセススピードは、クロ
ック信号からデータ出力まであるが、従来の回路構成で
は、デコーダ部110のNANDゲート110aにアド
レス信号が到達するまでクロック信号をDelayゲー
ト120で遅らせるため、結局アクセススピードはアド
レス信号からデータ出力となってしまう。さらに、クロ
ック信号を遅らせるためのDelayゲート120の設
定はある程度のマージンを含んだ設定となる。つまり、
従来の回路構成のアクセススピードは、(アドレス信号
からデータ出力まで+Delay設定のマージン)とな
る。
出力までは、本実施形態の回路構成と従来の回路構成も
同じため、特性の定義はアドレス信号の入力からWOR
D線までとして説明する。図4に示す本実施形態の回路
構成において、アドレス信号からWORD線までのトラ
ンジスタ段数は6段である。一方、図5に示す従来の回
路構成において、アドレス信号からWORD線めでのト
ランジスタ段数も6段である。
ける素子数優先の回路構成でのアドレス信号からWOR
D線までのゲート段数の増加はなく、従来の回路構成で
は、Delayゲート設定のマージンがアクセススピー
ドに付加されるため、特性に関しても本実施形態の方が
良い。さらに、クロック信号Bが”Low”である期間
は、論理回路出力信号D,Eが無条件に”Low”にイ
ニシャライズされるため、初期化回路を新たに設ける必
要はなく、外部端子も意識して増設する必要もない。以
上説明したように、本実施形態によって、特性の悪化を
伴うことなく素子数の削減が可能であるという効果が得
られる。
をそれぞれ独立に構成しているが、図6に示すように、
ラッチ回路+論理回路とすることも可能である。すなわ
ち、アドレス信号Aをクロック信号Bの”Low”区間
でラッチ部20に取り込み、クロック信号Bの”Hig
h”区間でアドレス信号Aをラッチし、クロック信号B
を論理回路部30のAND回路30a,30aに接続
し、クロック信号Bが”Low”区間は論理回路出力信
号D,Eが無条件に”Low”になり、これによりマル
チワードを防止するような回路構成とすることもでき
る。
ow”期間でアドレス信号A,A’を取り込み、クロッ
ク信号Bの”High”期間でラッチするとき、論理回
路14,14は、クロック信号Bが”Low”期間はラ
ッチ出力信号C,C’を無条件に”Low”にイニシャ
ライズし、クロック信号Bが”High”期間はラッチ
出力信号C,C’をそのまま出力するため、マルチワー
ドが防止されて特性の悪化を伴うことなく、素子数を低
減させることが可能となる。
化を伴うことなく、素子数を低減させることの可能なア
ドレス復号化装置を提供することができる。また、請求
項2にかかる発明によれば、特定用途向け集積回路に備
えられた同期式スタティックラムに対して、本発明のア
ドレス復号化装置を適用することができる。
論理回路は、WORD線の出力される復号化信号につい
て初期化を行うことができる。さらに、請求項4にかか
る発明によれば、簡単な素子の配列により論理回路を構
成することができるため、構成を簡単化することができ
る。
クロック信号の変化に応じて復号化信号を初期化するこ
とにより、マルチワードを防止することができる。さら
に、請求項6にかかる発明によれば、論理回路をラッチ
回路と直接接続して、回路を一体化することにより、構
成を簡単化することができる。
概略構成を示すブロック図である。
る素子数を比較するグラフである。
施形態における回路構成を示すブロック図である。
の従来例における回路構成を示すブロック図である。
る。
ロック図である。
明図である。
ック図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 所定のクロック信号に同期させつつアド
レス信号をラッチするラッチ回路と、このラッチ回路か
らの出力信号を復号化して復号化信号を出力する復号化
回路とを具備する同期式メモリのアドレス復号化装置に
おいて、 前記ラッチ回路と復号化回路との間に介在され、前記ラ
ッチ回路が前記クロック信号に基づき前記アドレス信号
を取り込んでいる期間は初期化信号を前記復号化回路に
出力し、前記ラッチ回路が前記クロック信号に基づき前
記アドレス信号をラッチしている機関は前期アドレス信
号を前記復号化回路に出力する論理回路を備えることを
特徴とするアドレス復号化装置。 - 【請求項2】 上記請求項1に記載のデータ復号化装置
において、 上記同期式メモリは、特定用途向け集積回路に備えられ
た同期式スタティックラムであることを特徴とするアド
レス復号化回路。 - 【請求項3】 上記請求項1または請求項2のいずれか
に記載のアドレス復号化装置において、 上記復号化回路は、復号化信号をWORD線に出力する
ことを特徴とするアドレス復号化装置。 - 【請求項4】 上記請求項1〜請求項3のいずれかに記
載のアドレス復号化装置において、 上記論理回路は、上記ラッチ回路からの出力信号と上記
クロック信号とを入力して第一の変換信号を上記復号化
回路に出力する第一のNOR回路と、 上記ラッチ回路からの出力信号を反転させるインバータ
と、 上記インバータからの反転信号と上記クロック信号とを
入力して第二の変換信号を上記復号化回路に出力する第
二のNOR回路とを備えることを特徴とするアドレス復
号化装置。 - 【請求項5】 上記請求項1〜請求項4のいずれかに記
載のアドレス復号化装置において、 上記論理回路は、上記クロック信号が低レベル状態にあ
るとき、上記復号化信号を初期化することを特徴とする
アドレス復号化回路。
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