JP3302323B2 - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JP3302323B2
JP3302323B2 JP11125798A JP11125798A JP3302323B2 JP 3302323 B2 JP3302323 B2 JP 3302323B2 JP 11125798 A JP11125798 A JP 11125798A JP 11125798 A JP11125798 A JP 11125798A JP 3302323 B2 JP3302323 B2 JP 3302323B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は半導体記憶装置に
関し、例えば、多ビット構成とされかつ時分割ディジタ
ル交換機のディジタルスイッチ集積回路にスピーチパス
メモリ又はコントロールメモリ等として内蔵されるスタ
ティック型RAM(ランダムアクセスメモリ)等に利用
して特に有効な技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ISDN(Integrated Se
rvice Digital Network:総合デ
ィジタル通信網)等の時分割ディジタル交換機の時間ス
イッチを構成するディジタルスイッチ集積回路がある。
これらのディジタルスイッチ集積回路は、スピーチパス
メモリやそのコントロールメモリとして用いられる多ビ
ット構成のスタティック型RAMを内蔵する。
【0003】スタティック型RAMを内蔵するディジタ
ルスイッチ集積回路については、例えば、1987年2
月27日付『アイ・エス・エス・シー・シー(ISSC
C)ダイジェスト オブ テクニカル ペーパーズ(D
igest Of Tec−hnical Paper
s)』第290頁〜第291頁ならびに第431頁に記
載されている。また、スタティック型RAMのアレイ分
割方式については、例えば、特開昭62−28516号
公報に記載されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ISDNの大規模化に
ともない、ディジタルスイッチ集積回路に内蔵されるス
ピーチパスメモリ及びコントロールメモリの大容量化及
び低消費電力化が必須とされる中、本願発明者等は、こ
れらのメモリに供されるスタティック型RAMに上記の
ようなアレイ分割方式を採用することを考え、次のよう
な問題点に直面した。すなわち、上記スピーチパスメモ
リ及びコントロールメモリに供されるスタティック型R
AMは、例えば×16ビット等といった多ビット構成を
とることが必要とされ、記憶データの各ビットに対応し
て設けられる例えば16個のメモリブロックを備える。
したがって、これらのメモリブロックを構成するメモリ
アレイを例えば8個のサブメモリアレイに分割する場
合、分割されたすべてのサブメモリアレイを選択的に指
定するために合計128本のアレイ選択信号を設ける必
要がある。言うまでもなく、これらのアレイ選択信号を
伝達するためのアレイ選択信号線は、ビット線の延長方
向に沿って比較的長い距離を引き回しされ、比較的大き
な寄生容量が結合される。その結果、アレイ選択信号の
レベル変化にともなうアレイ選択信号線のチャージ及び
ディスチャージ電流が増大し、スタティック型RAMの
低消費電力化が制限されるものである。
【0005】なお、メインワード線自体にアレイ選択機
能を持たせるアレイ分割方式については、例えば、特開
昭62−75996号公報に記載されている。
【0006】この発明の第1の目的は、アレイ選択信号
線に対するチャージ及びディスチャージ電流ならびにメ
インワード線に対する負荷を増大させることのない効果
的なアレイ分割方式を提供することにある。この発明の
第2の目的は、その高速化を制限することなく低消費電
力化を図った多ビット構成のスタティック型RAMを提
供することにある。この発明の第3の目的は、スタティ
ック型RAMを内蔵するディジタルスイッチ集積回路ひ
いては時分割ディジタル交換機等の低消費電力化及び大
容量化を推進することにある。この発明の第4の目的
は、ディジタルスイッチ集積回路に内蔵されるスタティ
ック型RAM等に適した記憶データの書き込み方法なら
びに出力方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次
の通りである。すなわち、非選択時にその非反転及び反
転信号線が第1の電源電圧のようなハイレベルにプリチ
ャージされる相補ビット線を含むメモリアレイと、上記
相補ビット線の非反転及び反転信号線と第2の電源電圧
との間にそれぞれ設けられ書き込みデータに従って選択
的にオン状態とされる一対のスイッチ手段を含む書き込
み回路を設ける。
【0008】上記手段によれば、非選択時サブメモリア
レイを構成する相補ビット線の非反転及び反転信号線が
回路の電源電圧のようなハイレベルにプリチャージされ
る場合、相補ビット線の非反転及び反転信号線と回路の
接地電位との間に、書き込みデータに従って選択的にオ
ン状態とされるスイッチ手段を設けることで、書き込み
回路の所要レイアウト面積を縮小しつつ、スタティック
型RAM等の書き込み動作を高速化できる。
【0009】
【発明の実施の形態】
1.ディジタルスイッチ集積回路の概要 図1には、この発明が適用されたディジタルスイッチ集
積回路(DS ASIC)の一実施例のブロック図が示
されている。また、図2には、図1のディジタルスイッ
チ集積回路の一実施例の基板配置図が示されている。こ
れらの図をもとに、この実施例のディジタルスイッチ集
積回路の概要について説明する。なお、この実施例のデ
ィジタルスイッチ集積回路は、ISDNの時分割ディジ
タル交換機に時間スイッチとして用いられる。図1の各
ブロックを構成する回路素子は、P型単結晶シリコンの
ような1個の半導体基板上に形成される。以下の回路図
において、そのチャンネル(バックゲート)部に矢印が
付されるMOSFET(金属酸化物半導体型電界効果ト
ランジスタ。この明細書では、MOSFETをして絶縁
ゲート型電界効果トランジスタの総称とする)はPチャ
ンネル型であって、矢印が付されないNチャンネルMO
SFETと区別して示される。
【0010】1.1.ディジタルスイッチ集積回路のブ
ロック構成 図1において、この実施例のディジタルスイッチ集積回
路は、入力ハイウェイHWIN0〜HWIN7に対応し
て設けられる8個のビット同期回路BSYN及び可変遅
延型シフトレジスタVDSRを含む。入力ハイウェイH
WIN0〜HWIN7からこれらのビット同期回路なら
びに可変遅延型シフトレジスタを介して入力されるパル
ス信号列つまり通信データは、対応する直並列変換回路
S/Pを経て8ビットの並列信号とされ、さらにマルチ
プレクサMPXによって多重化された後、スピーチパス
メモリSPMに順次書き込まれる。なお、スピーチパス
メモリSPMに対する通信データの書き込み及び読み出
しは、パリティビットを付加して行われ、これによって
記憶データの信頼性が高められる。
【0011】スピーチパスメモリSPMには、メインク
ロックMC及びフレームクロックFCに従って歩進動作
を行うカウンタ回路MCNTから書き込みアドレスが供
給され、コントロールメモリCMから読み出しアドレス
が供給される。カウンタ回路MCNTから出力される書
き込みアドレスは、フレーム同期回路FSYNの出力信
号を受ける減算回路によって補正され、コントロールメ
モリCMから出力される読み出しアドレスは、接続情報
をもとにプロセッサバスPBからプロセッサインタフェ
ース回路PINTを介して書き換えられる。これらの書
き込み及び読み出しアドレスは、アドレスセレクタSE
Lを介して、各タイムスロットの前半又は後半において
選択的にスピーチパスメモリSPMに伝達される。
【0012】読み出しアドレスに従ってスピーチパスメ
モリSPMからパラレルに読み出された8ビットの通信
データは、デマルチプレクサDMPXによって多重化を
解かれた後、対応する並直列変換回路P/Sによってパ
ルス列に変換され、対応する出力ハイウェイHWOUT
0〜HOUT7に送出される。これにより、入力ハイウ
ェイHWIN0〜HWIN7の書き込みアドレスとして
指定されるタイムスロットを介して入力された通信デー
タは、出力ハイウェイHWOUT0〜HOUT7の読み
出しアドレスとして指定されるタイムスロットに置き換
えられ、ディジタルスイッチ集積回路はいわゆる時間ス
イッチとして機能する。
【0013】この実施例において、スピーチパスメモリ
SPMは、いわゆる多ビット構成のスタティック型RA
Mからなり、各タイムスロットに対応した16384す
なわち16KW(キロワード)のアドレスと、8ビット
の通信データならびに1ビットのパリティ信号に対応し
た9個のデータ入出力端子とを有する。一方、コントロ
ールメモリCMは、後述するように、同様に多ビット構
成のスタティック型RAMからなり、各タイムスロット
に対応した16KWのアドレスと、14ビットの読み出
しアドレスならびに2ビットのパリティ信号に対応した
16個のデータ入出力端子とを有する。コントロールメ
モリCMの具体的な構成とその動作ならびに特徴につい
ては、後で詳細に説明する。
【0014】1.2.ディジタルスイッチ集積回路のチ
ップレイアウト ディジタルスイッチ集積回路を構成する複数のブロック
は、図2に示されるように、P型単結晶シリコンからな
る1個の半導体基板SUB上に形成される。このうち、
スピーチパスメモリSPMは、半導体基板SUBの左上
部(この明細書では、各配置図の位置関係をもって半導
体基板SUBの上下左右を表す)に配置され、コントロ
ールメモリCMは、その右上部に配置される。これらの
スピーチパスメモリSPM及びコントロールメモリCM
の中間には、ビット同期回路BSYN,可変遅延型シフ
トレジスタ及び直並列変換回路S/Pが配置される。半
導体基板SUBの下部には、並直列変換回路P/Sやデ
マルチプレクサDMPX,マルチプレクサMPX,プロ
セッサインタフェース回路PINT,アドレスセレクタ
SEL,カウンタ回路MCNT,同期検出回路SYND
ならびにフレーム同期回路FSYNが配置される。
【0015】2.コントロールメモリの概要 図3には、図1のディジタルスイッチ集積回路に含まれ
るコントロールメモリCMの一実施例のブロック図が示
されている。また、図4には、図3のコントロールメモ
リCMに含まれるメモリブロックMB0ならびにその周
辺回路の一実施例のブロック図が示され、図5には、図
3のメモリブロックMB0の一実施例のアドレス割付図
が示されている。さらに、図6には、図3のコントロー
ルメモリCMの一実施例の配置図が示され、図7には、
そのメモリブロックMB0の部分的な拡大配置図が示さ
れている。これらの図をもとに、この実施例のディジタ
ルスイッチ集積回路を構成するコントロールメモリCM
の概要について説明する。なお、スピーチパスメモリS
PMは、そのビット構成が×9ビットとされる点を除い
て、コントロールメモリCMと同様な構成とされる。
【0016】2.1.コントロールメモリのブロック構
成 図3において、コントロールメモリCMは、16ビット
の記憶データに対応して設けられる16個のメモリブロ
ックMB0〜MB15をその基本構成とする。これらの
メモリブロックは、図4のメモリブロックMB0に代表
して示されるように、ワード線の延長方向にそれぞれ8
分割され、これによって8個のサブメモリアレイSM0
〜SM7が構成される。この実施例において、サブメモ
リアレイSM0〜SM7のそれぞれは、後述するよう
に、同図の水平方向に平行して配置され択一的に選択状
態とされる256本のサブワード線と、垂直方向に平行
して配置され択一的に選択状態とされる8組の相補ビッ
ト線とを含む。これらのサブワード線及び相補ビット線
の交点には、256×8個すなわち2048個のスタテ
ィック型メモリセルが格子状に配置される。これによ
り、サブメモリアレイSM0〜SM7のそれぞれは、い
わゆる2KW×1ビットの記憶容量を有するものとさ
れ、メモリブロックMB0〜MB15のそれぞれは、1
6KW×1ビットの記憶容量を有するものとされる。メ
モリブロックMB0〜MB15は同時に活性化され、各
メモリブロックからそれぞれ1個のメモリセルが選択状
態とされる。その結果、この実施例のコントロールメモ
リCMは、16KW×16ビットの記憶容量を有するも
のとなる。
【0017】メモリブロックMB0〜MB15のサブメ
モリアレイSM0〜SM7を構成する256本のサブワ
ード線は、対応するサブワード線駆動回路にそれぞれ結
合される。これらのサブワード線駆動回路は、後述する
ように、その一方の入力端子が対応するメインワード線
群(ワード線選択信号線群)のメインワード線(ワード
線選択信号線)M0000〜M0003ないしM254
0〜M2543にそれぞれ結合され、その他方の入力端
子が反転メインワード線M0010B〜M0013Bな
いしM2550B〜M2553B(ここで、それが有効
とされるとき選択的にロウレベルとされるいわゆる反転
信号又は反転信号線については、その名称の末尾にBを
付して表す。以下同様)にそれぞれ結合される実質的な
2入力の論理ゲートを基本として構成される。メインワ
ード線M0000〜M0003ないしM2540〜M2
543ならびに反転メインワード線M0010B〜M0
013BないしM2550B〜M2553Bは、Xデコ
ーダXDにおいてプリデコード信号X00〜X07ない
しX50〜X57を組み合わせにことによって選択的に
ハイレベル又はロウレベルとされる。
【0018】一方、メモリブロックMB0〜MB15の
サブメモリアレイSM0〜SM7を構成する8組の相補
ビット線は、図4に示されるように、イコライズ回路E
Q0〜EQ15の対応する単位イコライズ回路UEQ0
〜UEQ7を介して、書き込み回路WC0〜WC15の
対応する単位書き込み回路UWC0〜UWC7に結合さ
れ、さらに読み出し回路RC0〜RC15の対応する単
位読み出し回路URC0〜URC3に結合される。
【0019】このうち、各イコライズ回路の単位イコラ
イズ回路UEQ0〜UEQ7は、プリデコード信号YC
0〜YC3に従って選択的にかつ隣接する2個が同時に
動作状態とされ、対応する合計16組の相補ビット線の
非反転及び反転信号線を所定のプリチャージレベルにイ
コライズする。また、各書き込み回路の単位書き込み回
路UWC0〜UWC7は、プリデコード信号WC0〜W
C3に従って選択的に動作状態とされ、対応するサブメ
モリアレイのプリデコード信号Y80〜Y83ならびに
WA0〜WA3により指定される1個のメモリセルに対
して、相補書き込み信号WD0*(ここで、例えば非反
転書き込み信号WD0と反転書き込み信号WD0Bをあ
わせて相補書き込み信号WD0*のように*を付して表
す。以下同様)に従った所定の書き込み信号を供給す
る。さらに、各読み出し回路の単位読み出し回路URC
0〜URC3は、プリデコード信号RC0〜RC3に従
って選択的に動作状態とされ、対応する2個のサブメモ
リアレイSM0及びSM1ないしSM6及びSM7のプ
リデコード信号Y80〜Y83及びRA0〜RA3によ
り指定される1個のメモリセルから出力される読み出し
信号を増幅する。これらの読み出し信号は、隣接する2
個の単位読み出し回路URC0及びURC1ならびにU
RC2及びURC3との間で論理和がとられた後、反転
読み出し信号R001B及びR023Bとして対応する
データ出力回路OC0〜OC15に伝達され、さらに読
み出しデータRD0〜RD15として対応するデータ出
力端子DO0〜DO15から出力される。
【0020】図3の説明に戻ろう。コントロールメモリ
CMには、起動制御信号となるクロック信号CLK及び
リードライト信号R/Wが対応する入力端子を介してそ
れぞれ供給されるとともに、16KWのアドレスを択一
的に指定するための14ビットのアドレス信号A0〜A
13が対応するアドレス入力端子を介してそれぞれ供給
される。また、16ビットの書き込みデータDI0〜D
I15が対応するデータ入力端子を介してそれぞれ供給
され、16ビットの読み出しデータDO0〜DO15が
対応するデータ出力端子を介してそれぞれ出力される。
このうち、クロック信号CLKはクロックバッファCL
KBに入力され、リードライト信号R/Wはリードライ
ト信号バッファRWBに入力される。また、アドレス信
号A0〜A13はアドレスバッファABに入力され、書
き込みデータDI0〜DI15は入力データバッファD
IBに入力される。
【0021】クロックバッファCLKBは、クロック信
号CLKをもとに、反転内部クロック信号CP0B及び
CP0DBならびに内部クロック信号CP1及びCP1
Dを形成し、リードライト信号バッファRWB,アドレ
スバッファAB,入力データバッファDIB,プリデコ
ーダPD1及びPD2ならびにPD7に供給する。ま
た、リードライト信号バッファRWBは、反転内部クロ
ック信号CP0Bに従ってリードライト信号R/Wを取
り込み、これをもとに内部制御信号RM及びWMを選択
的に形成する。内部制御信号RM及びWMは、プリデコ
ーダPD6及びPD7に供給される。また、内部制御信
号RMは、データ出力回路OC0〜OC15にも供給さ
れる。一方、アドレスバッファABは、反転内部クロッ
ク信号CP0Bに従ってアドレス信号A0〜A13を取
り込み、これらをもとに相補内部アドレス信号a0*〜
a13*を形成する。これらの相補内部アドレス信号
は、所定の組み合わせをもってプリデコーダPD0〜P
D7に供給される。さらに、入力データバッファDIB
は、反転内部クロック信号CP0DBに従って書き込み
データDI0〜DI15を取り込み、これらをもとに相
補書き込み信号WD0*〜WD15*を形成する。これ
らの相補書き込み信号は、対応する書き込み回路WC0
〜WC15にそれぞれ供給される。
【0022】次に、プリデコーダPD1は、内部クロッ
ク信号CP1に従って選択的に動作状態とされ、相補内
部アドレス信号a0*及びa1*ならびにa11*をデ
コードして、8ビットのプリデコード信号X00〜X0
7を択一的にハイレベルとする。同様に、プリデコーダ
PD2は、内部クロック信号CP1に従って選択的に動
作状態とされ、相補内部アドレス信号a1*及びa12
*ならびにa13*をデコードして、8ビットのプリデ
コード信号X10〜X17を択一的にハイレベルとす
る。さらに、プリデコーダPD3は、定常的に動作状態
とされ、相補内部アドレス信号a2*〜a4*をデコー
ドして、8ビットのプリデコード信号X20〜X27を
択一的にハイレベルとする。同様に、プリデコーダPD
4は、定常的に動作状態とされ、相補内部アドレス信号
a5*〜a7*をデコードして、8ビットのプリデコー
ド信号X50〜X57を択一的にハイレベルとする。プ
リデコード信号X00〜X07ないしX50〜X57
は、前述のように、XデコーダXDに供給され、メイン
ワード線及びサブワード線の選択動作に供される。
【0023】一方、プリデコーダPD5は、定常的に動
作状態とされ、相補内部アドレス信号a8*及びa9*
をデコードして、4ビットのプリデコード信号Y80〜
Y83を択一的にハイレベルとする。同様に、プリデコ
ーダPD6は、定常的に動作状態とされ、相補内部アド
レス信号a10*及びa11*ならびに内部制御信号W
M及びRMに従って、4ビットのプリデコード信号WA
0〜WA3又はRA0〜RA3を択一的にハイレベルと
する。さらに、プリデコーダPD7は、内部クロック信
号CP1Dに従って選択的に動作状態とされ、相補内部
アドレス信号a12*及びa13*ならびに内部制御信
号WM及びRMに従って、4ビットのプリデコード信号
YC0〜YC3とWC0〜WC3又はRC0〜RC3を
それぞれ択一的にハイレベルとする。プリデコード信号
Y80〜Y83は書き込み回路WC0〜WC15ならび
に読み出し回路RC0〜RC15に供給され、プリデコ
ード信号YC0〜YC3はイコライズ回路EQ0〜EQ
15に供給される。また、プリデコード信号WA0〜W
A3ならびにWC0〜WC3は書き込み回路WC0〜W
C15に供給され、プリデコード信号RA0〜RA3な
らびにRC0〜RC3は読み出し回路RC0〜RC15
に供給される。
【0024】2.2.コントロールメモリのアドレス割
付 コントロールメモリCMは、前述のように、16KW×
16ビットの記憶容量を有し、16ビットの記憶データ
に対応して設けられる16個のメモリブロックMB0〜
MB15を備える。これらのメモリブロックは、16K
W×1ビットの記憶容量をそれぞれ有し、常に同時に活
性状態とされる。つまり、コントロールメモリCMのア
ドレス空間は、各メモリブロック内においてのみ広がり
を呈するものとされ、14ビットのアドレス信号A0〜
A13は、各メモリブロック内のアドレスを択一的に指
定するために供される。
【0025】すなわち、メモリブロックMB0について
例示すると、サブメモリアレイSM0〜SM7に設けら
れる256本のサブワード線は、図5に示されるよう
に、下位8ビットの相補内部アドレス信号a0*〜a7
*に従って択一的に指定され、8組の相補ビット線は、
次位3ビットの相補内部アドレス信号a8*〜a10*
に従って択一的に指定される。そして、残り3ビットの
相補内部アドレス信号a11*〜a13*に従って、各
メモリブロックに設けられる8個のサブメモリアレイS
M0〜SM7が択一的に指定される。この実施例におい
て、サブメモリアレイSM0〜SM7を構成する256
本のサブワード線は、後述する理由から4本ずつグルー
プ分割され、合計64組のサブワード線群をなす。これ
らのサブワード線群は、6ビットの相補内部アドレス信
号a2*〜a7*に従って択一的に指定され、各サブワ
ード線群内の4本のサブワード線が2ビットの相補内部
アドレス信号a0*及びa1*に従って択一的に指定さ
れる。
【0026】さらに、この実施例では、各サブワード線
群を構成する4本のサブワード線を択一的に指定するた
めの2ビットのロウアドレス信号すなわち相補内部アド
レス信号a0*及びa1*とアレイ選択に供される3ビ
ットのカラムアドレス信号すなわち相補内部アドレス信
号a11*〜a13*とを組み合わせることにより、隣
接する2本のサブワード線に対応して設けられた2組す
なわち8本のメインワード線M0000〜M0003及
び反転メインワード線M0010B〜M0013Bない
しメインワード線M2540〜M2543及び反転メイ
ンワード線M2550B〜M2553Bが選択的にハイ
レベル又はロウレベルとされる。これらのメインワード
線及び反転メインワード線は、各サブワード線に対応し
て設けられたサブワード線駆動回路に所定の組み合わせ
で供給され、これによってサブメモリアレイSM0〜S
M7の隣接する合計16本のサブワード線が択一的に選
択状態とされる。つまり、この実施例のコントロールメ
モリCMでは、相補内部アドレス信号a11*〜a13
*をもとに形成されるべきアレイ選択信号が、実質的に
サブワード線と平行して配置されるメインワード線を介
して伝達される結果となり、ビット線と平行して配置さ
れるアレイ選択信号線は存在しない。
【0027】2.3.コントロールメモリのレイアウト コントロールメモリCMは、前述のように、16ビット
の記憶データに対応して設けられる16個のメモリブロ
ックMB0〜MB15を備える。このうち、8個のメモ
リブロックMB0〜MB7は、図6に示されるように、
XデコーダXDの左側に配置され、残り8個のメモリブ
ロックMB8〜MB15はXデコーダXDの右側に配置
される。メモリブロックMB0〜MB7の下側には、対
応するイコライズ回路EQ0〜EQ7と書き込み回路W
C0〜WC7及び読み出し回路RC0〜RC7ならびに
データ出力回路OC0〜OC7が順次配置され、メモリ
ブロックMB8〜MB15の下側には、対応するイコラ
イズ回路EQ8〜EQ15と書き込み回路WC8〜WC
15及び読み出し回路RC8〜RC15ならびにデータ
出力回路OC8〜OC15が順次配置される。Xデコー
ダXDの下側には、プリデコーダPD1〜PD7ならび
にクロックバッファCLKB,アドレスバッファAB,
リードライト信号バッファRWB及び入力データバッフ
ァDIBが配置される。XデコーダXDを出力端とする
メインワード線M0000〜M0003ないしM254
0〜M2543ならびに反転メインワード線M0010
B〜M0013BないしM2550B〜M2553B
は、XデコーダXDの両側に設けられるメモリブロック
MB0〜MB7ならびにMB8〜MB15をそれぞれ串
刺しするように貫通して配置される。
【0028】2.4.メインワード線のレイアウト メモリブロックMB0〜MB15のサブメモリアレイS
M0〜SM7を構成するメモリセルは、図7のメモリセ
ルMC0000〜MC0002ならびにMC0010〜
MC0012に代表して示されるように、いわゆる縦長
にレイアウトされる。これらのメモリセルの上層には、
第2層のアルミニウム配線層(金属配線層)AL2から
なる相補ビット線B0*〜B2*等が垂直方向に平行し
て配置され、さらにその上層には、第3層のアルミニウ
ム配線層AL3からなるメインワード線M0000〜M
0003及び反転メインワード線M0010B〜M00
13B等が水平方向に平行して配置される。各相補ビッ
ト線とメモリセルとの間には、ポリシリコン等のゲート
材料からなる図示されないサブワード線が配置される。
つまり、この実施例のコントロールメモリCMでは、前
述のように、隣接する2本のサブワード線に対応して2
組すなわち8本のメインワード線及び反転メインワード
線が設けられるが、メモリセルが縦長に配置されること
で、メモリセル1個分のレイアウト域内にそれぞれ4本
のメインワード線又は反転メインワード線を配置できる
ため、複数のメインワード線が設けられることによって
コントロールメモリCMの所要レイアウト面積が増大す
ることはない。
【0029】3.コントロールメモリの各部の構成と特
徴 図8には、図3のコントロールメモリCMに含まれるク
ロックバッファCLKB及びアドレスバッファABの一
実施例の回路図が示され、図9には、リードライト信号
バッファRWB及び入力データバッファDIBの一実施
例の回路図が示されている。また、図10及び図11に
は、図3のコントロールメモリCMに含まれるプリデコ
ーダPD1及びPD7の一実施例の回路図がそれぞれ示
され、図12には、XデコーダXDの一実施例の部分的
な回路図が示されている。さらに、図13には、図3の
コントロールメモリCMに含まれるメモリブロックMB
0及びイコライズ回路EQ0の一実施例の部分的な回路
図が示され、図14及び図15ならびに図16には、書
き込み回路WC0と読み出し回路RC0ならびにデータ
出力回路OC0の一実施例の部分的な回路図がそれぞれ
示されている。これらの図をもとに、この実施例のコン
トロールメモリCMの各部の具体的な構成と動作の概要
ならびにその特徴について説明する。
【0030】3.1.入力バッファ コントロールメモリCMは、4種の入力バッファすなわ
ちクロックバッファCLKB,アドレスバッファAB,
リードライト信号バッファRWB及び入力データバッフ
ァDIBを備える。このうち、クロックバッファCLK
Bは、図8に示されるように、その一方の入力端子にク
ロック信号CLKを受けるナンドゲートNA3を含む。
このナンドゲートNA3の他方の入力端子には、ナンド
ゲートNA1及びNA2の一方の入力端子及び出力端子
が互いに交差接続されることにより構成されるラッチ回
路の反転出力信号が供給される。ラッチ回路を構成する
ナンドゲートNA1の他方の入力端子には、クロック信
号CLKのインバータN1及びN2による遅延信号が供
給される。また、ナンドゲートNA2の他方の入力端子
には、ナンドゲートNA3の出力信号のインバータN6
及びN7ならびにPチャンネルMOSFETQ1及びN
チャンネルMOSFETQ21からなる論理ゲートによ
る遅延信号が供給される。インバータN2の出力信号
は、インバータN3を経た後、反転内部クロック信号C
P0Bとされ、さらにインバータN4及びN5を経て、
反転内部クロック信号CP0DBとされる。同様に、イ
ンバータN6の出力信号は、内部クロック信号CP1と
され、さらにインバータN8及びN9を経た後、内部ク
ロック信号CP1Dとされる。
【0031】これらのことから、反転内部クロック信号
CP0Bは、クロック信号CLKがインバータN1〜N
3による比較的短い遅延時間だけ遅延され反転されたク
ロック信号となり、反転内部クロック信号CP0DB
は、上記反転内部クロック信号CP0Bがさらにインバ
ータN4及びN5による所定の遅延時間だけ遅延された
クロック信号となる。一方、内部クロック信号CP1
は、その立ち上がりがクロック信号CLKの立ち上がり
からナンドゲートNA3及びインバータN6による所定
の遅延時間だけ遅延され、その立ち下がりがクロック信
号CLKの立ち上がりからインバータN7とMOSFE
TQ1及びQ21からなる論理ゲートならびにナンドゲ
ートNA2及びNA1の遅延時間によって自律的に設定
されたクロック信号となる。言うまでもなく、内部クロ
ック信号CP1Dは、上記内部クロック信号CP1がさ
らにインバータN8及びN9による所定の遅延時間だけ
遅延されたクロック信号となる。
【0032】次に、アドレスバッファABは、アドレス
信号A0〜A13に対応して設けられる14個の単位ア
ドレスバッファUAB0〜UAB13を備える。これら
の単位アドレスバッファは、図8の単位アドレスバッフ
ァUAB0に代表して示されるように、その一方の入力
端子に対応するアドレス信号A0〜A13を受けるナン
ドゲートNA4を含む。ナンドゲートNA4の他方の入
力端子には、インバータN10及びN11を介して反転
内部クロック信号CP0Bが供給される。ナンドゲート
NA4の出力信号は、ナンドゲートNA6とともにラッ
チ回路を構成するナンドゲートNA5の他方の入力端子
に供給される。ナンドゲートNA6の他方の入力端子に
は、上記インバータN10の出力信号が供給される。ナ
ンドゲートNA5の出力信号は、非反転内部アドレス信
号a0〜a13となり、さらにインバータN12を経た
後、反転内部アドレス信号a0B〜a13Bとなる。
【0033】これらの結果、コントロールメモリCMが
非選択状態とされ反転内部クロック信号CP0Bがハイ
レベルとされるとき、ナンドゲートNA4及びNA5が
ともに伝達状態とされ、アドレス信号A0〜A13は相
補内部アドレス信号a0*〜a13*としてそのまま伝
達される。コントロールメモリCMが選択状態とされ反
転内部クロック信号CP0Bがロウレベルとされると、
ナンドゲートNA4は非伝達状態とされ、ナンドゲート
NA5及びNA6からなるラッチ回路は、対応するアド
レス信号A0〜A13の直前の論理レベルを保持する形
でラッチ形態とされる。その結果、相補内部アドレス信
号a0*〜a13*が実質的に有効となり、コントロー
ルメモリCMの選択動作が開始されるとともに、以後ア
ドレス信号A0〜A13に重畳されるノイズが遮断され
る。
【0034】リードライト信号バッファRWBは、図9
に示されるように、アドレスバッファABの単位アドレ
スバッファUAB0〜UAB13と同一の回路構成とさ
れる1個の単位バッファを含む。この単位バッファは、
反転内部クロック信号CP0Bに従ってリードライト信
号R/Wを取り込み、これをもとに内部制御信号RM及
びWMを選択的にハイレベルとする。言うまでもなく、
内部制御信号RMは、リードライト信号R/Wがハイレ
ベルとされコントロールメモリCMが読み出しモードと
されるとき選択的にハイレベルとされ、内部制御信号W
Mは、リードライト信号R/Wがロウレベルとされコン
トロールメモリCMが書き込みモードとされるとき選択
的にハイレベルとされる。
【0035】一方、入力データバッファDIBは、書き
込みデータDI0〜DI15に対応して設けられる16
個の単位入力データバッファUDIB0〜UDIB15
を備える。これらの単位入力データバッファは、図9の
単位入力データバッファUDIB0に代表して示される
ように、対応する書き込みデータDI0〜DI15を受
けるインバータN13を含む。このインバータN13の
出力信号は、直列形態とされる3個のインバータN14
〜N16を介して、ナンドゲートNA7の一方んの入力
端子に供給される。ナンドゲートNA7の他方の入力端
子には、インバータN17及びN18を介して反転内部
クロック信号CP0DBが供給される。ナンドゲートN
A7の出力信号は、ナンドゲートNA9とともにラッチ
回路を構成するナンドゲートNA8の他方の入力端子に
供給される。ナンドゲートNA9の他方の入力端子に
は、上記インバータN17の出力信号が供給される。ナ
ンドゲートNA8の出力信号は、インバータN19及び
N20を経て非反転書き込み信号WD0〜WD15とな
り、ナンドゲートNA9の出力信号は、インバータN2
1及びN22を経て反転書き込み信号WD0B〜WD1
5Bとなる。
【0036】これらの結果、書き込みデータDI0〜D
I15は、コントロールメモリCMが選択状態とされ反
転内部クロック信号CP0DBがロウレベルとされるこ
とによって、対応する単位入力データバッファのナンド
ゲートNA8及びNA9からなるラッチ回路に取り込ま
れ、相補書き込み信号WD0*〜WD15*として対応
する書き込み回路WC0〜WC15に伝達される。
【0037】3.2.プリデコーダ コントロールメモリCMは、前述のように、7個のプリ
デコーダPD1〜PD7を備える。このうち、プリデコ
ーダPD1は、図10に示されるように、相補内部アド
レス信号a0*及びa1*ならびにa11*の非反転及
び反転信号を所定の組み合わせで受ける8個の3入力ナ
ンドゲートNA10を含む。これらのナンドゲートの出
力信号は、論理ゲートを構成するNチャンネルMOSF
ETQ22を経た後、対応するインバータN23によっ
て反転され、プリデコード信号X00〜X07となる。
MOSFETQ22のゲートには、内部クロック信号C
P1が共通に供給される。また、回路の電源電圧(第1
の電源電圧)とインバータN23の入力端子との間に
は、そのゲートに上記内部クロック信号CP1を受け対
応する上記MOSFETQ22とともに論理ゲートを構
成するPチャンネルMOSFETQ2がそれぞれ設けら
れる。
【0038】これらの結果、ナンドゲートNA10の出
力信号は、相補内部アドレス信号a0*及びa1*なら
びにa11*が対応する所定の組み合わせでハイレベル
とされるとき、選択的にロウレベルとされる。このロウ
レベルは、内部クロック信号CP1がハイレベルとされ
ることを条件に、MOSFETQ2及びQ22からなる
論理ゲートを介してインバータN23に伝達され、これ
によってプリデコード信号X00〜X07が択一的にハ
イレベルとされる。コントロールメモリCMが非選択状
態とされ内部クロック信号CP1がロウレベルとされる
とき、インバータN23の入力端子は回路の電源電圧の
ようなハイレベルとされ、プリデコード信号X00〜X
07は強制的にロウレベルとされる。
【0039】プリデコーダPD2は、プリデコーダPD
1と同様な回路構成とされ、相補内部アドレス信号a1
*ならびにa12*及びa13*をもとにプリデコード
信号X10〜X17を択一的にハイレベルとする。ま
た、プリデコーダPD3及びPD4ならびにPD5は、
上記MOSFETQ2及びQ22からなる論理ゲートを
含まない構成とされ、相補内部アドレス信号a2*〜a
4*又はa5*〜a7*あるいはa8*及びa9をもと
に対応するプリデコード信号X20〜X27又はX50
〜X57あるいはY80〜Y83を択一的にハイレベル
とする。
【0040】前述のように、相補内部アドレス信号a0
*及びa1*は、各サブワード線群を構成する4本のサ
ブワード線を択一的に指定するために供され、相補内部
アドレス信号a11*〜a13*は、各メモリブロック
を構成する8個のサブメモリアレイSM0〜SM7を択
一的に指定するために供される。また、相補内部アドレ
ス信号a2*〜a7*は、各サブメモリアレイを構成す
る合計64組のサブワード線群を択一的に指定するため
に供され、相補内部アドレス信号a8*及びa9*は、
相補内部アドレス信号a10*とともに、各サブメモリ
アレイを構成する8組の相補ビット線を択一的に指定す
るために供される。しかるに、プリデコード信号X00
〜X07ならびにX10〜X17は、XデコーダXDに
おいて、プリデコードX20〜X27ならびにX50〜
X57と組み合わされ、これによってサブワード線及び
サブメモリアレイを選択的に指定するためのメインワー
ド線M0000〜M0003ないしM2540〜M25
43ならびに反転メインワード線M0010B〜M00
13BないしM2550B〜M2553Bが選択的に形
成される。プリデコード信号Y80〜Y83は、前述の
ように、書き込み回路WC0〜WC15ならびに読み出
し回路RC0〜RC15に供給され、相補ビット線つま
りは単位書き込み回路UWC0〜UWC7ならびに単位
読み出し回路URC0〜URC3の選択に供される。
【0041】次に、プリデコーダPD7は、12個の単
位プリデコーダUPD71〜UPD712を含む。これ
らの単位プリデコーダは、図11の単位プリデコーダU
PD71に代表して示されるように、相補内部アドレス
信号a12*及びa13*の非反転又は反転信号あるい
はこれらの非反転又は反転信号と内部制御信号WM又は
RMを所定の組み合わせで受けるナンドゲートNA11
をそれぞれ含む。ナンドゲートNA11の出力信号は、
そのゲートに内部クロック信号CP1Dを受ける一対の
PチャンネルMOSFETQ3及びNチャンネルMOS
FETQ23からなる論理ゲートを介して、対応するイ
ンバータN24に伝達され、さらに2個のインバータN
25及びN26を経た後、プリデコード信号YC0〜Y
C3ならびにWC0〜WC3及びRC0〜RC3とな
る。
【0042】これらの結果、プリデコード信号YC0〜
YC3は、内部制御信号WM及びRMに関係なく、つま
りコントロールメモリCMの動作モードに関係なく、相
補内部アドレス信号a12*及びa13*に従って択一
的にハイレベルとされる。また、プリデコード信号WC
0〜WC3は、内部制御信号WMがハイレベルとされる
とき、つまりコントロールメモリCMが書き込みモード
とされるとき、相補内部アドレス信号a12*及びa1
3*に従って択一的にハイレベルとされ、プリデコード
信号RC0〜RC3は、内部制御信号RMがハイレベル
とされるとき、つまりコントロールメモリCMが書き込
みモードとされるとき、相補内部アドレス信号a12*
及びa13*に従って択一的にハイレベルとされる。こ
れらのプリデコード信号YC0〜YC3ならびにWC0
〜WC3及びRC0〜RC3が、内部クロック信号CP
1Dがハイレベルとされることを条件にそれぞれ択一的
にハイレベルとされることは言うまでもない。
【0043】プリデコーダPD6は、MOSFETQ3
及びQ23からなる論理ゲートを含まずしかも単位プリ
デコーダの数が8個であることを除いて、上記プリデコ
ーダPD7とほぼ同一の回路構成とされる。プリデコー
ダPD6は、コントロールメモリCMが書き込みモード
とされ内部制御信号WMがハイレベルとされるとき、2
ビットの相補内部アドレス信号a10*及びa11*に
従ってプリデコード信号WA0〜WA3を択一的にハイ
レベルとする。また、コントロールメモリCMが読み出
しモードとされ内部制御信号RMがハイレベルとされる
とき、相補内部アドレス信号a10*及びa11*に従
ってプリデコード信号RA0〜RA3を択一的にハイレ
ベルとする。
【0044】3.3.Xデコーダ XデコーダXDは、図12に示されるように、各サブワ
ード線群に対応して設けられプリデコード信号X20〜
X27ならびにX50〜X57を所定の組み合わせで受
ける合計64個のナンドゲートNA12を含む。これら
のナンドゲートの出力信号は、PチャンネルMOSFE
TQ4及びNチャンネルMOSFETQ24からなる論
理ゲートの一方の入力端子すなわちMOSFETQ24
のソースに供給される。これらの論理ゲートの他方の入
力端子すなわちMOSFETQ4及びQ24のゲートに
は、プリデコード信号X00〜X07ならびにX10〜
X17が所定の組み合わせで供給される。MOSFET
Q4及びQ24からなる論理ゲートの出力信号は、3個
のインバータN27〜N29を経てメインワード線M0
000〜M0003ないしM2540〜M2543に伝
達され、あるいは2個のインバータN30及びN31を
経て反転メインワード線M0010B〜M0013Bな
いしM2550B〜M2553Bに伝達される。
【0045】したがって、メインワード線M0000〜
M0003ないしM2540〜M2543は、対応する
ナンドゲートNA12の出力信号がロウレベルとされか
つ対応するプリデコード信号X00〜X07が所定の組
み合わせでハイレベルとされるとき、言い換えるならば
相補内部アドレス信号a2*〜a7*によって対応する
サブワード線群が指定されかつ相補内部アドレス信号a
1*が所定の論理レベルとされるとき、相補内部アドレ
ス信号a0*及びa11*に従って択一的にハイレベル
とされる。同様に、反転メインワード線M0010B〜
M0013BないしM2550B〜M2553Bは、対
応するナンドゲートNA12の出力信号がロウレベルと
されかつ対応するプリデコード信号X10〜X17が所
定の組み合わせでハイレベルとされるとき、言い換える
ならば相補内部アドレス信号a2*〜a7*によって対
応するサブワード線群が指定されかつ相補内部アドレス
信号a1*が所定の論理レベルとされるとき、相補内部
アドレス信号a12*及びa13*に従って択一的にハ
イレベルとされる。
【0046】これらのことから、サブメモリアレイSM
0〜SM7の各サブワード線に対応して設けられるサブ
ワード線駆動回路は、対応するメインワード線M000
0〜M0003ないしM2540〜M2543がハイレ
ベルとされかつ対応する反転メインワード線M0010
B〜M0013BないしM2550B〜M2553Bが
ロウレベルとされることを識別することで、対応するサ
ブワード線を択一的に選択状態とすることができる。こ
れらのメインワード線及び反転メインワード線は、前述
のように、相補内部アドレス信号a2*〜a7*により
対応するサブワード線群が指定されかつ相補内部アドレ
ス信号a1*により対応するサブワード線又は隣接する
サブワード線が指定されるとき、選択的にかつ択一的に
その論理レベルが変化される。このため、この実施例の
コントロールメモリCMでは、各サブワード線つまりは
各ロウアドレスに対応して4本のメインワード線又は反
転メインワード線が設けられるにもかかわらず、これら
のメインワード線をチャージ又はディスチャージするた
めの電流が大幅に削減され、これによってコントロール
メモリCMの低消費電力化が推進されるものとなる。
【0047】3.4.メモリブロック コントロールメモリCMを構成するメモリブロックMB
0〜MB15のそれぞれは、前述のように、ワード線の
延長方向に8分割され、8個のサブメモリアレイSM0
〜SM7を備える。これらのサブメモリアレイは、図1
3のサブメモリアレイSM0に代表して示されるよう
に、同図の水平方向に平行して配置される256本のサ
ブワード線SW000〜SW255と、垂直方向に平行
して配置される8組の相補ビット線B0*〜B7*とを
それぞれ含む。これらのサブワード線及び相補ビット線
の交点には、256×8個すなわち2048個のスタテ
ィック型メモリセルMC0000〜MC0007ないし
MC2550〜MC2557が格子状に配置される。
【0048】サブメモリアレイSM0〜SM7は、さら
に、サブワード線SW000〜SW255に対応して設
けられる256個のサブワード線駆動回路SWD000
〜SWD255を含む。これらのサブワード線駆動回路
は、図13のサブワード線駆動回路SWD000及びS
WD001に代表して示されるように、PチャンネルM
OSFETQ6又はQ7ならびにNチャンネルMOSF
ETQ26又はQ27からなる論理ゲートと、インバー
タN32又はN33とからなる。このうち、論理ゲート
を構成するMOSFETQ26及びQ27のソースは、
対応する反転メインワード線M0010B〜M0013
BないしM2550B〜M2553Bにそれぞれ共通結
合され、MOSFETQ6及びQ26ならびにMOSF
ETQ7及びQ27のゲートは、対応するメインワード
線M0000〜M0003ないしM2540〜M254
3にそれぞれ共通結合される。
【0049】これらのことから、各サブメモリアレイの
サブワード線SW000〜SW255は、対応する反転
メインワード線M0010B〜M0013BないしM2
550B〜M2553Bが択一的にロウレベルとされ、
対応するメインワード線M0000〜M0003ないし
M2540〜M2543が択一的にハイレベルとされる
とき、言い換えるならば相補内部アドレス信号a0*〜
a7*が対応するロウアドレスを指定する組み合わせと
されかつ相補内部アドレス信号a11*〜a13*が対
応するサブメモリアレイを指定する組み合わせとされる
とき、択一的にハイレベルの選択状態とされるものとな
る。
【0050】つまり、この実施例のコントロールメモリ
CMでは、サブワード線SW000〜SW255を指定
するためのサブワード線選択信号とサブメモリアレイS
M0〜SM7を指定するためのアレイ選択信号とが、と
もにサブワード線と平行して配置されるメインワード線
M0000〜M0003ないしM2540〜M2543
ならびに反転メインワード線M0010B〜M0013
BないしM2550B〜M2553Bを介して伝達さ
れ、各サブワード線に対応して設けられるサブワード線
駆動回路SWD000〜SWD255は、サブワード線
選択信号及びアレイ選択信号を部分的にデコードするデ
コーダとしての機能をあわせ持つ。また、メインワード
線M0000〜M0003ないしM2540〜M254
3ならびに反転メインワード線M0010B〜M001
3BないしM2550B〜M2553Bは、前述のよう
に、対応するサブワード線群に含まれるサブワード線が
指定されるとき選択的に形成される。その結果、各メイ
ンワード線及び反転メインワード線のチャージ又はディ
スチャージ電流が削減されるのに加えて、各メインワー
ド線及び反転メインワード線に対する負荷が軽減され、
これによってコントロールメモリCMの低消費電力化及
び高速化が推進されるものとなる。
【0051】なお、この実施例において、4本のメイン
ワード線M0000〜M0003ないしM2540〜M
2543と4本の反転メインワード線M0010B〜M
0013BないしM2550B〜M2553Bをそれぞ
れ1ビットずつ選択する組み合わせの数は、周知のよう
に、合計16種類であるが、これらの組み合わせは隣接
する2本のサブワード線によって共有されるため、設け
うるサブメモリアレイの数すなわちアレイ分割数は、最
大8個となる。
【0052】ところで、この実施例のコントロールメモ
リCMでは、前述のように、サブワード線駆動回路SW
D000〜SWD255が、その出力端子が対応するサ
ブワード線SW000〜SW255に結合されるインバ
ータN32及びN33と、MOSFETQ6又はQ7な
らびにQ26又はQ27からなる論理ゲートとによって
構成される。これらのサブワード線駆動回路は、単に回
路素子数だけからみた場合、例えば2入力のノアゲート
によって構成したものと差異はない。しかし、ワード線
の選択動作を高速化しコントロールメモリCMの高速化
を図るためにサブワード線駆動回路の駆動能力を大きく
したい場合、インバータN32及びN33の駆動能力だ
けを大きくすれば良く、論理ゲートを構成するMOSF
ETQ6及びQ7ならびにQ26及びQ27は小さなサ
イズをもって形成することができる。このことは、その
出力端子と回路の電源電圧又は接地電位との間にそれぞ
れ2個のPチャンネルMOSFET及びNチャンネルM
OSFETが直列形態に設けられる2入力ノアゲートを
用いる場合に比較して、著しくサブワード線駆動回路の
所要レイアウト面積を縮小させる効果を持ち、結果的に
コントロールメモリCMの所要レイアウト面積を縮小す
る効果を持つものである。
【0053】3.5.イコライズ回路 コントロールメモリCMは、前述のように、メモリブロ
ックMB0〜MB15に対応して設けられる16個のイ
コライズ回路EQ0〜EQ15を備え、これらのイコラ
イズ回路は、各メモリブロックのサブメモリアレイSM
0〜SM7に対応して設けられる8個の単位イコライズ
回路UEQ0〜UEQ7をそれぞれ備える。これらの単
位イコライズ回路は、図13の単位イコライズ回路UE
Q0に代表して示されるように、対応するサブメモリア
レイSM0〜SM7の相補ビット線B0*〜B7*の非
反転及び反転信号線間に直並列形態に設けられる8組、
合計24個のPチャンネルMOSFETQ8〜Q10を
それぞれ含む。このうち、MOSFETQ8及びQ9の
ソースは、回路の電源電圧にそれぞれ結合される。ま
た、MOSFETQ8〜Q10のゲートは、すべて共通
結合され、さらにインバータN35の出力端子に結合さ
れる。このインバータN35の入力端子は、インバータ
N34の出力端子に結合され、インバータN34の入力
端子には、対応するプリデコード信号YC0〜YC3が
それぞれ供給される。なお、プリデコード信号YC0〜
YC3は、隣接する2個の単位イコライズ回路UEQ0
及びUEQ1ないしUEQ6及びUEQ7にそれぞれ共
通に供給される。
【0054】これにより、隣接する2個の単位イコライ
ズ回路を構成するMOSFETQ8〜Q10は、対応す
るプリデコード信号YC0〜YC3が択一的にハイレベ
ルとされるとき、選択的にかつ一斉にオン状態とされ
る。その結果、隣接する2個のサブメモリアレイSM0
及びSM1ないしSM6及びSM7を構成する合計16
組の相補ビット線B0*〜B7*の非反転及び反転信号
線が、回路の電源電圧のようなプリチャージレベルにイ
コライズされる。
【0055】3.6.書き込み回路 コントロールメモリCMは、前述のように、メモリブロ
ックMB0〜MB15に対応して設けられる16個の書
き込み回路WC0〜WC15を備え、各書き込み回路
は、各メモリブロックのサブメモリアレイSM0〜SM
7に対応して設けられる8個の単位書き込み回路UWC
0〜UWC7をそれぞれ備える。これらの単位書き込み
回路は、図14の単位書き込み回路UWC0に代表して
示されるように、対応するサブメモリアレイの相補ビッ
ト線B0*〜B7*の非反転及び反転信号線と回路の接
地電位(第2の電源電圧)との間に直列形態に設けられ
る合計16組のNチャンネルMOSFETQ28(第1
のMOSFET)及びQ29(第2のMOSFET)な
らびにQ30(第1のMOSFET)及びQ31(第2
のMOSFET)をそれぞれ含む。このうち、MOSF
ETQ28のゲートには、ナンドゲートNA14の出力
信号のインバータN37による反転信号が共通に供給さ
れ、MOSFETQ30のゲートには、ナンドゲートN
A15の出力信号のインバータN38による反転信号が
共通に供給される。また、MOSFETQ29及びQ3
1のゲートには、ナンドゲートNA13の出力信号のイ
ンバータN36による反転信号がそれぞれ供給される。
【0056】ここで、ナンドゲートNA14の一方の入
力端子には、対応するプリデコード信号WC0〜WC3
がそれぞれ供給され、その他方の入力端子には、対応す
る反転書き込み信号WD0B〜WD15Bがそれぞれ供
給される。同様に、ナンドゲートNA15の一方の入力
端子には、対応するプリデコード信号WC0〜WC3が
それぞれ供給され、その他方の入力端子には、対応する
非反転書き込み信号WD0〜WD15がそれぞれ供給さ
れる。なお、プリデコード信号WC0〜WC3は、隣接
する2個の単位書き込み回路UWC0及びUWC1ない
しUWC6及びUWC7にそれぞれ共通に供給される。
また、反転書き込み信号WD0B〜WD15Bならびに
非反転書き込み信号WD0〜WD15は、対応する8個
の単位書き込み回路UWC0〜UWC7にそれぞれ共通
に供給される。これらの結果、ナンドゲートNA14の
出力信号は、対応するプリデコード信号WC0〜WC3
が択一的にハイレベルとされかつ対応する反転書き込み
信号WD0B〜WD15Bがハイレベルとされるとき選
択的にロウレベルとされ、これによって対応するMOS
FETQ28が選択的にオン状態とされる。同様に、ナ
ンドゲートNA15の出力信号は、対応するプリデコー
ド信号WC0〜WC3が択一的にハイレベルとされかつ
対応する非反転書き込み信号WD0〜WD15がハイレ
ベルとされるとき選択的にロウレベルとされ、これによ
って対応するMOSFETQ30が選択的にオン状態と
される。
【0057】次に、ナンドゲートNA13の一方の入力
端子には、対応するプリデコードY80〜Y83がそれ
ぞれ供給され、その他方の入力端子には、対応するプリ
デコード信号WA0〜WA3がそれぞれ4個ずつ順次共
通に供給される。しかるに、ナンドゲートNA13の出
力信号は、プリデコード信号Y80〜Y83ならびにW
A0〜WA3が対応する組み合わせで択一的にハイレベ
ルとされるとき、選択的にロウレベルとされ、これによ
って対応するMOSFETQ29及びQ31が選択的に
オン状態とされる。前述のように、各サブメモリアレイ
を構成する相補ビット線B0*〜B7*の非反転及び反
転信号線は、回路の電源電圧のようなハイレベルにイコ
ライズされ、プリチャージされる。上記のように、MO
SFETQ28又はQ30を対応する相補書き込み信号
WD0*〜WD15*の論理レベルに従って選択的にオ
ン状態とし、MOSFETQ29及びQ31を対応する
サブメモリアレイの対応する相補ビット線が指定される
とき選択的にオン状態とすることで、相補ビット線B0
*〜B7*の非反転又は反転信号線を選択的にロウレベ
ルとし、これによって相補書き込み信号WD0*〜WD
15*に従った書き込み動作を実現することができる。
この書き込み方法は、相補ビット線の非反転又は反転信
号線のプリチャージレベルを引き抜くだけで済み、また
従来のようなラッチ回路の反転をともなわないことか
ら、コントロールメモリCMの書き込み動作の高速化及
び低消費電力化を図ることができるものとなる。
【0058】3.7.読み出し回路 コントロールメモリCMは、前述のように、メモリブロ
ックMB0〜MB15に対応して設けられる16個の読
み出し回路RC0〜RC15を備え、これらの読み出し
回路は、隣接する2個のサブメモリアレイSM0及びS
M1ないしSM6及びSM7に対応して設けられる4個
の単位読み出し回路URC0〜URC3を備える。これ
らの単位読み出し回路は、図14及び図15の単位読み
出し回路URC0に代表して示されるように、隣接する
2個のサブメモリアレイの相補ビット線B0*〜B7*
に対応して設けられた合計16個のPチャンネルMOS
FETQ11及びQ12からなるカラムスイッチと、4
個の差動増幅回路RDA1〜RDA4を基本構成とする
センスアンプSAとをそれぞれ含む。
【0059】ここで、各単位読み出し回路のカラムスイ
ッチを構成するMOSFETQ11及びQ12のゲート
はそれぞれ共通結合され、さらに対応するナンドゲート
NA16の出力端子に結合される。ナンドゲートNA1
6の一方の入力端子には、対応するプリデコード信号Y
80〜Y83がそれぞれ供給され、その他方の入力端子
には、対応するプリデコード信号RA0〜RA3がそれ
ぞれ供給される。これにより、ナンドゲートNA16の
出力信号は、プリデコード信号Y80〜Y83ならびに
RA0〜RA3が対応する組み合わせでともにハイレベ
ルとされるとき選択的にロウレベルとされ、これによっ
て対応するMOSFETQ11及びQ12が選択的にオ
ン状態となる。その結果、隣接する2個のサブメモリア
レイの相補ビット線B0*〜B7*の指定される1組
が、対応する相補共通データ線CD0*又はCD1*に
選択的に接続される。
【0060】次に、各単位読み出し回路のセンスアンプ
SAは、その相補入力端子が対応する相補共通データ線
CD0*又はCD1*の非反転及び反転信号線に結合さ
れる差動増幅回路RDA1と、相補共通データ線CD0
*及びCD1*の非反転及び反転信号線間に設けられる
Pチャンネル型のイコライズMOSFETQ13〜Q1
5とを含む。また、その相補入力端子に差動増幅回路R
DA1の非反転及び反転出力信号を受ける一対の差動増
幅回路RDA2及びRDA3と、その非反転入力端子に
差動増幅回路RDA2の非反転出力信号を受けその反転
入力端子に差動増幅回路RDA3の反転出力信号を受け
るもう一つの差動増幅回路RDA4とを含む。これらの
差動増幅回路の駆動MOSFETならびに上記イコライ
ズMOSFETには、インバータN39及びN40を介
して、対応するプリデコード信号RC0〜RC3がそれ
ぞれ供給される。
【0061】これにより、各単位読み出し回路のセンス
アンプSAは、対応するプリデコード信号RC0〜RC
3が択一的にハイレベルとされることで選択的に動作状
態とされ、対応する2個のサブメモリアレイの指定され
た1個のメモリセルから対応する相補共通データ線CD
0*又はCD1*を介して出力される読み出し信号を増
幅して、反転読み出し信号R00B又はR01Bを形成
する。対応するプリデコード信号RC0〜RC3がロウ
レベルとされるとき、センスアンプSAを構成する4個
の差動増幅回路RDA1〜RDA4はともに非動作状態
とされ、相補共通データ線CD0*及びCD1*の非反
転及び反転信号線は、MOSFETQ13〜Q15によ
るイコライズ処理を受ける。
【0062】隣接する2個の単位読み出し回路URC0
及びURC1ならびにURC2及びURC3から出力さ
れる反転読み出し信号R00B及びR01BならびにR
02B及びR03Bは、対応するナンドゲートNA17
の一方及び他方の入力端子にそれぞれ供給され、負論理
の論理和がとられる。ナンドゲートNA17の出力信号
は、インバータN41によって反転された後、各読み出
し回路の出力信号すなわち反転読み出し信号R001B
及びR023Bとして、対応するデータ出力回路OC0
〜OC15に供給される。
【0063】3.8.データ出力回路 コントロールメモリCMは、前述のように、メモリブロ
ックMB0〜MB15に対応して設けられる16個のデ
ータ出力回路OC0〜OC15を備える。これらのデー
タ出力回路は、図16のデータ出力回路OC0に代表し
て示されるように、その第1の入力端子に内部制御信号
(出力制御信号)RMを受けるナンドゲートNA18
(第1のナンドゲート)と、その第1の入力端子が上記
ナンドゲートNA18の出力端子に結合されるナンドゲ
ートNA19(第2のナンドゲート)とを含む。ナンド
ゲートNA18の第2の入力端子は、ナンドゲートNA
19の出力端子に結合される。これにより、ナンドゲー
トNA18及びNA19は、ラッチ回路を構成する。ナ
ンドゲートNA19の第2及び第3の入力端子には、対
応する読み出し回路RC0〜RC15の2個の単位読み
出し回路URC0及びURC2から、反転読み出し信号
R001B及びR023Bがそれぞれ供給される。ナン
ドゲートNA19の出力信号は、インバータN42によ
って反転された後、読み出しデータRD0〜RD15と
して、対応するデータ出力端子DO0〜DO15から出
力される。
【0064】内部制御信号RMがロウレベルとされると
き、各データ出力回路のナンドゲートNA18は非伝達
状態とされ、単位読み出し回路URC0及びURC2か
ら出力される反転読み出し信号R001B又はR023
Bは、ナンドゲートNA19の出力端子すなわちデータ
出力端子DO0〜RD15にそのまま伝達される。コン
トロールメモリCMが選択状態とされ内部制御信号RM
がハイレベルとされると、ナンドゲートNA18及びN
A19はラッチ形態とされ、反転読み出し信号R001
B又はR023Bの直前の論理レベルを保持する。その
結果、データ出力端子DO0〜DO15には、実質的に
有効な読み出しデータRD0〜RD15が出力される。
つまり、この実施例のデータ出力回路OC0〜OC15
は、内部制御信号RMによる実質的なゲート制御機能を
持つナンドゲートNA18と、反転読み出し信号R00
1B及びR023Bに対する実質的な論理和機能を持つ
ナンドゲートNA19が一体化されることによって構成
され、これによってデータ出力回路OC0〜OC15の
簡素化と動作の高速化が図られる。
【0065】4.サブメモリアレイの変形例 図17ないし図23には、この発明が適用されたコント
ロールメモリCMのメモリブロックMB0〜MB15に
含まれるサブメモリアレイの第2ないし第8の実施例の
選択概念図が示されている。これらの図をもとに、この
発明が適用されたサブメモリアレイのいくつかの変形例
とその特徴について説明する。なお、図17ないし図1
9の変形例は、前記図12の実施例のサブワード線駆動
回路SWD000〜SWD255のみを他のサブワード
線駆動回路に置き換えたものであり、その他の変形例
も、各サブメモリアレイを構成するサブワード線の数や
メモリセルMCの構成等、基本的に前記図12の実施例
を踏襲する。
【0066】4.1.図12のサブワード線駆動回路に
インバータを追加した変形例 図17において、この実施例のサブメモリアレイSM0
〜SM7は、隣接する2個のサブワード線駆動回路SW
D000及びSWD001ないしSWD254及びSW
255に対応して設けられる合計128個のインバータ
N43を含む。これらのインバータの入力端子は、対応
するメインワード線M0010〜M0013ないしM2
550〜M2553にそれぞれ結合され、その出力端子
は、対応する2個のサブワード線駆動回路の論理ゲート
を構成するNチャンネルMOSFETQ26及びQ27
のソースにそれぞれ共通結合される。論理ゲートを構成
するMOSFETQ26ならびにPチャンネルMOSF
ETQ6のゲートは、対応するメインワード線M000
0〜M0003ないしM2540〜M2543にそれぞ
れ結合される。
【0067】これにより、各サブメモリアレイのサブワ
ード線SW000〜SW255は、対応するメインワー
ド線M0000〜M0003ないしM2540〜M25
43ならびにM0010〜M0013ないしM2550
〜M2553が対応する組み合わせでともにハイレベル
とされるとき、選択的にハイレベルの選択状態とされ
る。つまり、この実施例のサブメモリアレイSM0〜S
M7では、論理ゲートを構成するNチャンネルMOSF
ETQ26及びQ27のソース側にインバータN43が
追加されることで、対応する2組のメインワード線をと
もに非反転信号として形成することができる。このこと
は、特に3組以上のメインワード線が組み合わされる場
合において、その組み合わせ条件に対する規制を解き、
結果的にサブメモリアレイの分割数を拡大する効果を持
つものである。
【0068】4.2.図12のサブワード線駆動回路を
ノアゲートに置き換えた変形例 図18において、サブメモリアレイSM0〜SM7の各
サブワード線に対応して設けられる図12のサブワード
線駆動回路SWD000〜SWD255は、2入力のノ
アゲートNO1及びNO2に置き換えられる。このた
め、2本のサブワード線に対応して設けられる2組のメ
インワード線は、ともに反転信号線とされる。その結
果、この実施例は、前記図17の実施例と同様に、メイ
ンワード線の組み合わせ条件に対する規制が解かれる効
果を持つ。ところが、ノアゲートNO1及びNO2は、
前述のように、その出力端子と回路の電源電圧及び接地
電位との間にそれぞれ直列形態に設けられる2個のPチ
ャンネルMOSFET及びNチャンネルMOSFETを
含む。したがって、サブワード線駆動回路の駆動能力を
高めコントロールメモリCMの高速化を図るためには、
これらのMOSFETのサイズを大きくする必要があ
り、これによってコントロールメモリCMの所要レイア
ウト面積が増大するおそれがある。
【0069】4.3.図12のサブワード線駆動回路を
アンドゲートとインバータに置き換えた変形例 図19において、サブメモリアレイSM0〜SM7の各
サブワード線に対応して設けられる図12のサブワード
線駆動回路SWD000〜SWD255は、ナンドゲー
トNA20及びインバータN44あるいはナンドゲート
NA21及びインバータN45に置き換えられる。した
がって、2本のサブワード線に対応して設けられる2組
のメインワード線は、ともに非反転信号線とされる。こ
のため、この実施例は、前記図17の実施例と同様に、
メインワード線の組み合わせ条件に対する規制を解く効
果を持つ。また、この実施例のサブワード線駆動回路
は、その駆動能力がインバータN44及びN45を構成
するMOSFETのサイズを大きくすることによって大
きくできるため、ナンドゲートNA20及びNA21を
構成するMOSFETは比較的小さなサイズをもって形
成できる。その結果、図17の実施例には及ばないもの
の、コントロールメモリCMの所要レイアウト面積を縮
小する効果をあわせ持つ。
【0070】4.4.一組のメインワード線でサブワー
ド線選択を行う変形例 図20において、各サブメモリアレイのサブワード線S
W000〜SW255に対応して設けられるサブワード
線駆動回路は、2入力のノアゲートNO3及びNO4に
よって構成される。これらのノアゲートの一方の入力端
子は、対応する一組の反転メインワード線M0000B
〜M0001BないしM2550B〜M2553Bの上
位2ビットのいずれかに結合され、その他方の入力端子
は、下位2ビットのいずれかに結合される。言うまでも
なく、これらの反転メインワード線の上位及び下位2ビ
ットは、独立の条件をもってそれぞれ択一的にロウレベ
ルとされる。また、一組すなわち4本の反転メインワー
ド線を2ビットずつ選択する組み合わせの数は4種類で
あり、設けうるサブメモリアレイの数すなわちアレイ分
割数は4までとなる。この変形例は、メモリセル1個に
対応してレイアウトしうるメインワード線の数が例えば
8本以上となる場合において、サブメモリアレイの構成
を簡素化しその分割数を例えば16に拡大する効果を持
つ。
【0071】4.5.それぞれ8ビットからなる2組の
メインワード線によりサブワード線選択を行う変形例 図21において、各サブメモリアレイを構成するサブワ
ード線SW000〜S255は、4本ずつ64組のサブ
ワード線群に分割され、これらのサブワード線群に対応
して、8ビットからなるメインワード線M0000〜M
0007ないしM1260〜M1267と同様に8ビッ
トからなる反転メインワード線M0010B〜M001
7BないしM1270B〜M1277Bとが設けられ
る。これらのメインワード線及び反転メインワード線
は、それぞれ4本ずつグループ分割され、対応する4個
のメモリセルの上層に配置される。
【0072】各サブワード線に対応して設けられるサブ
ワード線駆動回路SWD000〜SWD255は、図2
1のサブワード線駆動回路SWD000〜SWD003
に代表して示されるように、それぞれ1個のPチャンネ
ルMOSFETQ16〜Q19ならびにNチャンネルM
OSFETQ32〜Q35からなる論理ゲートとインバ
ータN46〜N49とをそれぞれ含む。このうち、論理
ゲートを構成するMOSFETQ32〜Q35のソース
は、対応する反転メインワード線M0010B〜M00
17BないしM1270B〜M1277Bにそれぞれ結
合され、MOSFETQ32〜Q35ならびにQ16〜
Q19のゲートは、対応するメインワード線M0000
〜M0007ないしM1260〜M1267にそれぞれ
結合される。これにより、各サブメモリアレイを構成す
る256本のサブワード線SW000〜SW255は、
メインワード線M0000〜M0007ないしM126
0〜M1267が択一的にハイレベルとされかつ対応す
る反転メインワード線M0010B〜M0017Bない
しM1270B〜M1277Bが択一的にロウレベルと
されることを条件に、択一的にハイレベルの選択状態と
される。
【0073】周知のように、8ビットからなる2組のメ
インワード線及び反転メインワード線をそれぞれ1ビッ
トずつ選択する組み合わせの数は、合計64種類とな
る。これらの組み合わせは、サブワード線群をなす4本
のサブワード線によって共有される。したがって、設け
うるサブメモリアレイの数すなわちアレイ分割数は、6
4の四分の1すなわち16個となる。この変形例の特徴
は、サブワード線駆動回路を含むサブメモリアレイSM
0〜SM15の構成が前記図12の実施例とほぼ変わら
ないにもかかわらずアレイ分割数が拡大される点にあ
り、これによってコントロールメモリCMの低消費電力
化をさらに推進できるものである。
【0074】4.6.それぞれ4ビットからなる3組の
メインワード線でサブワード線選択を行う変形例 図22において、各サブメモリアレイを構成するサブワ
ード線SW000〜SW255は、3本ずつサブワード
線群にグループ分割され、これらのサブワード線群に対
応してそれぞれ4ビットからなる3組の反転メインワー
ド線M0000B〜M0003BないしM2550B〜
M2553Bが用意される。これらの反転メインワード
線は、それぞれ4本ずつグループ分割され、対応する3
個のメモリセルの上層に配置される。
【0075】サブメモリアレイは、さらに、各サブワー
ド線に対応して設けられサブワード線駆動回路として機
能するノアゲートNO5〜NO7を含む。これらのノア
ゲートの一方の入力端子は、1組の反転メインワード線
のいずれかのビットに結合され、その他方の入力端子
は、他の1組の反転メインワード線のいずれかのビット
に結合される。これにより、各サブメモリアレイを構成
するサブワード線SW000〜SW255は、対応する
3組の反転メインワード線のうちの2ビットがともにロ
ウレベルとされるとき、択一的にハイレベルの選択状態
とされる。
【0076】周知のように、それぞれ4ビットからなる
3組の反転メインワード線の2組からそれぞれ1ビット
を選択する組み合わせの数は、合計48種類となる。こ
れらの組み合わせは、サブワード線群を構成する3本の
サブワード線によって共有される。したがって、各メモ
リブロックに設けうるサブメモリアレイの数すなわちア
レイ分割数は、48の三分の1すなわち16個となる。
この変形例の特徴は、隣接する3組のメインワード線を
組み合わせることで、前記図21と同じアレイ分割数を
実現できることにあり、これによってコントロールメモ
リCMの低消費電力化を推進しつつそのレイアウトを簡
素化できるものである。
【0077】4.7.メインワード線を組み合わせずに
サブワード線選択を行う変形例 図23において、各サブメモリアレイは、サブワード線
SW000〜SW256に対応して設けられサブワード
線駆動回路として機能するインバータN50〜N51を
それぞれ含む。これらのインバータの出力端子は、対応
するサブワード線SW000〜SW255にそれぞれ結
合され、その入力端子は、対応する1組の反転メインワ
ード線M0000B〜M0003BないしM2550B
〜M2553Bのいずれかに結合される。このため、各
サブメモリアレイのサブワード線SW000〜SW25
5は、対応する反転メインワード線M0000B〜M0
003BないしM2550B〜M2553Bが択一的に
ロウレベルとされるとき、選択的にハイレベルの選択状
態とされる。
【0078】この変形例は、メモリセル1個に対応して
どれだけのメインワード線をレイアウトできるかによっ
てアレイ分割数が決定されるが、サブワード線選択のア
ルゴリズムが簡明でしかもサブワード線駆動回路を含む
サブメモリアレイの構成が簡素化されるという利点を持
つ。
【0079】以上の本実施例に示されるように、この発
明を時分割ディジタル交換機のディジタルスイッチ集積
回路に内蔵されるスタティック型RAM等の半導体記憶
装置に適用することで、次のような作用効果が得られ
る。すなわち、 (1)ディジタルスイッチ集積回路に内蔵されるスタテ
ィック型RAM等のメモリアレイをワード線の延長方向
に分割して複数のサブメモリアレイを構成するととも
に、これらのサブメモリアレイを選択するためのアレイ
選択信号とサブワード線を選択するためのサブワード線
選択信号とを組み合わせて選択的にワード線選択信号を
形成して、これらのワード線選択信号を伝達するための
ワード線選択信号線をメインワード線としてサブワード
線と平行して配置し、各サブワード線に対応してワード
線選択信号の少なくとも2ビットを組み合わせることに
よって対応するサブワード線を選択的に選択状態とする
サブワード線駆動回路を設けることで、サブワード線駆
動回路にデコーダ機能を持たせ、アレイ選択条件を拡張
して、アレイ分割数を増やすことができるため、1回の
メモリアクセスにおいて活性化されるメモリセルの数を
削減し、スタティック型RAM等の低消費電力化を図る
ことができるという効果が得られる。
【0080】(2)上記(1)項により、サブワード線
とメインワード線をサブワード線駆動回路を介して間接
的に結合し、メインワード線に対する負荷を軽減できる
ため、その高速動作を犠牲にすることなく、スタティッ
ク型RAM等の低消費電力化を図ることができるという
効果が得られる。 (3)上記(1)項により、サブワード線選択信号とア
レイ選択信号とを組み合わせて指定されるサブワード線
に対応するワード線選択信号のみを選択的に形成し、メ
インワード線つまりはアレイ選択信号線のチャージ及び
ディスチャージ電流を削減できるため、スタティック型
RAM等の低消費電力化をさらに推進できるという効果
が得られる。 (4)上記(1)項〜(3)項において、各サブワード
線に対応して設けられるメインワード線の数を、メモリ
セル1個に対応してレイアウトしうるメインワード線の
数に制限することで、スタティック型RAM等の所要レ
イアウト面積の増大を防止できるという効果が得られ
る。
【0081】(5)上記(1)項〜(4)項において、
隣接する一方のメインワード線を非反転信号とし他方の
メインワード線を反転信号として、サブワード線駆動回
路を、その出力端子が対応するサブワード線に結合され
るインバータと、反転信号とされるメインワード線の所
定ビットと上記インバータの入力端子との間に設けられ
そのゲートが非反転信号とされるメインワード線の所定
ビットに結合されるNチャンネルMOSFETと、回路
の電源電圧と上記インバータの入力端子との間に設けら
れそのゲートが非反転信号とされるメインワード線の所
定ビットに結合されるPチャンネルMOSFETとによ
り構成することで、上記インバータを構成するMOSF
ETのサイズを大きくするのみでサブワード線駆動回路
としての駆動能力を大きくできるため、スタティック型
RAM等の所要レイアウト面積をさらに削減できるとい
う効果が得られる。 (6)上記(5)項において、隣接するサブメモリアレ
イの同一のロウアドレスに対応して設けられるサブワー
ド線駆動回路を、サブメモリアレイの境界線側にレイア
ウトすることで、サブワード線駆動回路のレイアウト領
域を隣接するサブメモリアレイで共有化できるため、ス
タティック型RAMの所要レイアウト面積をさらに削減
できるという効果が得られる。 (7)上記(1)項〜(6)項により、スタティック型
RAM等の多ビット化を推進できるという効果が得られ
る。 (8)上記(1)項〜(7)項により、スタティック型
RAM等を含むディジタルスイッチ集積回路ひいては時
分割ディジタル交換機の低消費電力化及び大容量化を推
進できるという効果が得られる。
【0082】(9)上記(1)項〜(8)項において、
非選択時サブメモリアレイを構成する相補ビット線の非
反転及び反転信号線が回路の電源電圧のようなハイレベ
ルにプリチャージされる場合、相補ビット線の非反転及
び反転信号線と回路の接地電位との間に、書き込みデー
タに従って選択的にオン状態とされるスイッチ手段を設
けることで、書き込み回路の所要レイアウト面積を縮小
しつつ、スタティック型RAM等の書き込み動作を高速
化できるという効果が得られる。 (10)上記(1)項〜(9)項において、データ出力
回路を、その第1の入力端子に所定の出力制御信号を受
ける第1のナンドゲートと、その第1の入力端子が上記
第1のナンドゲートの出力端子に結合されその出力端子
が上記第1のナンドゲートの第2の入力端子に結合され
るとともにその他の入力端子に少なくとも2個の読み出
し回路の反転出力信号をそれぞれ受ける第2のナンドゲ
ートとにより構成することで、データ出力回路に出力制
御信号によるゲート制御機能と論理和機能とを持たせる
ことができるため、データ出力回路の動作を高速化しつ
つその構成を簡素化できるという効果が得られる。
【0083】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、この発明は、上記実
施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない
範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例え
ば、図1及び図2において、ディジタルスイッチ集積回
路に結合される入力及び出力ハイウェイの数ならびにこ
れらのハイウェイのタイムスロット数は、任意に設定で
きる。また、スピーチパスメモリSPM及びコントロー
ルメモリCMのアドレス構成及びビット構成も任意であ
るし、ディジタルスイッチ集積回路のブロック構成及び
レイアウトはこれらの実施例による制約を受けない。図
3及び図4において、コントロールメモリCMの選択条
件やプリデコーダにおけるアドレス信号の組み合わせ
は、種々の実施例が考えられよう。また、コントロール
メモリCM及び各メモリブロックのブロック構成はこれ
らの実施例による制約を受けないし、クロック信号CL
K及びリードライト信号R/W等の起動制御信号の呼称
もこの限りではない。図5に示されるメモリブロックの
アドレス割付は任意に設定できるし、図6に示されるコ
ントロールメモリCMのレイアウトも種々の実施形態を
採りうる。図7において、メインワード線及びビットは
アルミニウム以外の金属配線層によって形成できるし、
サブワード線を例えばポリシリコン以外のゲート材料に
よって形成してもよい。さらに、図8ないし図16に示
されるコントロールメモリCMの各部の具体的な回路構
成はこれらの実施例による制約を受けないし、電源電圧
の極性やMOSFETの導電型等、種々の実施形態を採
りうる。図20ないし図23の変形例に用いられるサブ
ワード線駆動回路は、前記図12ならびに図17ないし
図19に示されるサブワード線駆動回路に適宜置き換え
ることができる。
【0084】以上の説明では、主として本発明者によっ
てなされた発明をその背景となった利用分野である時分
割ディジタル交換機のディジタルスイッチ集積回路に内
蔵されコントロールメモリ等として用いられるスタティ
ック型RAMに適用した場合について説明したが、それ
に限定されるものではなく、例えば、スタティック型R
AMとして単体で形成されるものやゲートアレイ集積回
路装置等に内蔵されるオンチップRAMにも適用でき
る。この発明は、少なくともスタティック型RAMを基
本構成とする多ビットの半導体記憶装置ならびにこのよ
うな半導体記憶装置を含むディジタル集積回路装置に広
く適用できる。
【0085】
【発明の効果】時分割ディジタル交換機のディジタルス
イッチ集積回路に内蔵されるスタティック型RAM等の
メモリアレイをワード線の延長方向に分割して複数のサ
ブメモリアレイを構成するとともに、これらのサブメモ
リアレイを選択するためのアレイ選択信号とサブワード
線を選択するためのサブワード線選択信号とを組み合わ
せて選択的にワード線選択信号を形成して、これらのワ
ード線選択信号を伝達するためのワード線選択信号線を
メインワード線としてサブワード線と平行して配置し、
各サブワード線に対応して、ワード線選択信号の少なく
とも2ビットを組み合わせることによって対応するサブ
ワード線を選択的に選択状態とするサブワード線駆動回
路を設ける。これにより、サブワード線とメインワード
線をサブワード線駆動回路を介して間接的に結合し、メ
インワード線に対する負荷を軽減できるとともに、サブ
ワード線選択信号とアレイ選択信号とを組み合わせ指定
されるサブワード線に対応するワード線選択信号のみを
選択的に形成して、メインワード線つまりはアレイ選択
信号線のチャージ及びディスチャージ電流を削減でき
る。さらに、サブワード線駆動回路にデコーダ機能を持
たせ、アレイ選択条件を拡張して、アレイ分割数を増や
すことができる。これらの結果、その高速化を制限する
ことなくスタティック型RAM等の低消費電力化を推進
できるとともに、スタティック型RAMを含むディジタ
ルスイッチ集積回路ひいては時分割ディジタル交換機の
低消費電力化及び大容量化を推進できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明が適用されたディジタルスイッチ集積
回路の一実施例を示すブロック図である。
【図2】図1のディジタルスイッチ集積回路の一実施例
を示す基板配置図である。
【図3】図1のディジタルスイッチ集積回路に含まれる
コントロールメモリの一実施例を示すブロック図であ
る。
【図4】図3のコントロールメモリに含まれるメモリブ
ロックの一実施例を示すブロック図である。
【図5】図4のメモリブロックの一実施例を示すアドレ
ス割付図である。
【図6】図3のコントロールメモリの一実施例を示す配
置図である。
【図7】図3のコントロールメモリの一実施例を示す部
分的な拡大配置図である。
【図8】図3のコントロールメモリに含まれるクロック
バッファ及びアドレスバッファの一実施例を示す回路図
である。
【図9】図3のコントロールメモリに含まれるリードラ
イト信号バッファ及び入力データバッファの一実施例を
示す回路図である。
【図10】図3のコントロールメモリに含まれる第1の
プリデコーダの一実施例を示す回路図である。
【図11】図3のコントロールメモリに含まれる第7の
プリデコーダの一実施例を示す回路図である。
【図12】図3のコントロールメモリに含まれるXデコ
ーダの一実施例を示す部分的な回路図である。
【図13】図3のコントロールメモリに含まれるメモリ
ブロック及びイコライズ回路の一実施例を示す部分的な
回路図である。
【図14】図3のコントロールメモリに含まれる書き込
み回路及び読み出し回路の一実施例を示す部分的な回路
図である。
【図15】図3のコントロールメモリに含まれる読み出
し回路の一実施例を示す部分的な回路図である。
【図16】図3のコントロールメモリに含まれるデータ
出力回路の一実施例を示す部分的な回路図である。
【図17】この発明が適用されたコントロールメモリの
第2の実施例を示す選択概念図である。
【図18】この発明が適用されたコントロールメモリの
第3の実施例を示す選択概念図である。
【図19】この発明が適用されたコントロールメモリの
第4の実施例を示す選択概念図である。
【図20】この発明が適用されたコントロールメモリの
第5の実施例を示す選択概念図である。
【図21】この発明が適用されたコントロールメモリの
第6の実施例を示す選択概念図である。
【図22】この発明が適用されたコントロールメモリの
第7の実施例を示す選択概念図である。
【図23】この発明が適用されたコントロールメモリの
第8の実施例を示す選択概念図である。
【符号の説明】
DS ASIC・・・ディジタルスイッチ集積回路、H
WIN0〜HWIN7・・・入力ハイウェイ、BSYN
・・・ビット同期回路、VDSR・・・可変遅延型シフ
トレジスタ、S/P・・・直並列変換回路、MPX・・
・マルチプレクサ、SPM・・・スピーチパスメモリ、
DMPX・・・デマルチプレクサ、P/S・・・並直列
変換回路、HWOUT0〜HWOUT7・・・出力ハイ
ウェイ、SYND・・・同期検出回路、FSYN・・・
フレーム同期回路、MCNT・・・カウンタ回路、PI
NT・・・プロセッサインタフェース回路、CM・・・
コントロールメモリ、SEL・・・アドレスセレクタ。
SUB・・・半導体基板。MB0〜MB15・・・メモ
リブロック、XD・・・Xデコーダ、EQ0〜EQ15
・・・イコライズ回路、WC0〜WC15・・・書き込
み回路、RC0〜RC15・・・読み出し回路、OC0
〜OC15・・・データ出力回路、CLKB・・・クロ
ックバッファ、AB・・・アドレスバッファ、RWB・
・・リードライト信号バッファ、DIB・・・入力デー
タバッファ、PD1〜PD7・・・プリデコーダ。SM
0〜SM7・・・サブメモリアレイ、UEQ0〜UEQ
7・・・単位イコライズ回路、UWC0〜UWC7・・
・単位書き込み回路、URC0〜URC3・・・単位読
み出し回路。UAB0〜UAB13・・・単位アドレス
バッファ、UDIB0〜UDIB15・・・単位入力デ
ータバッファ、UPD11,UPD71〜UPD712
・・・単位プリデコーダ、MC0000〜MC2557
・・・メモリセル、SWD000〜SWD255・・・
サブワード線駆動回路、SA・・・センスアンプ、RD
A1〜RDA4・・・差動増幅回路。Q1〜Q19・・
・PチャンネルMOSFET、Q21〜Q35・・・N
チャンネルMOSFET、N1〜N51・・・インバー
タ、NA1〜NA21・・・ナンドゲート、NO1〜N
O7・・・ノアゲート。
フロントページの続き (72)発明者 品川 敏 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 日立超エル・エス・アイ・エンジニアリ ング株式会社内 (72)発明者 水上 雅雄 東京都青梅市今井2326番地 株式会社 日立製作所デバイス開発センタ内 (56)参考文献 特開 昭59−45686(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11C 11/40 - 11/4099

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のメモリセルがそれぞれ接続された
    複数の相補ビット線対と、 上記複数の相補ビット線対の中の1対から読み出し信号
    を選択するカラム選択回路と、 上記複数の相補ビット線対のそれぞれに設けられて、相
    補ビット線を第1電源電圧にプリチャージするプリチャ
    ージ回路と、 上記複数の相補ビット線対のそれぞれに設けられた複数
    の書き込み回路とを有し、 上記書き込み回路のそれぞれは、対応する相補ビット線
    対の一方と第2電源電圧との間に直列にソース・ドレイ
    ン経路が接続された第1MOSFETと第2MOSFE
    Tと、対応する相補ビット線対の他方と上記第2電源電
    圧との間に直列にソース・ドレイン経路が接続された第
    3MOSFETと第4MOSFETとを備え、 上記第1と第3MOSFETは、書き込みデータを含む
    信号に基づいていずれか一方がオン状態になるよう制御
    され、 上記第2と第4MOSFETは、書き込み動作の時に前
    記複数の相補ビット線対の中の一つを選択するための信
    号により制御されることを特徴とする半導体記憶装置。
  2. 【請求項2】 請求項1において、 上記第1MOSFETと第3MOSFETは、上記書き
    込みデータと前記複数の相補ビット線対の中の一つを選
    択するためのプリデコード信号により制御され、 上記第2MOSFETと第4MOSFETは、前記複数
    の相補ビット線対の中の一つを選択するための残りのプ
    リデコード信号により制御されることを特徴とする半導
    体記憶装置。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2において、 第1と第2のゲート回路を含むデータ出力回路を更に備
    え、 上記第1のゲート回路の第1の入力端子には出力制御信
    号が供給され、 上記第2のゲート回路の第1の入力端子に上記第1のゲ
    ート回路の出力信号が供給され、 上記第2のゲート回路の他の入力端子に上記カラム選択
    回路を通した読み出し増幅信号が供給され、 上記出力制御信号が有効とされたときに、上記読み出し
    信号を上記第2のゲート回路から出力し、 上記出力制御信号が無効とされたときに、その直前の読
    み出し信号を保持してなることを特徴とする 半導体記憶
    装置。
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