JP3317187B2 - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体記憶装置に
関し、特に、バーストデータ転送を行うダイナミック型
の半導体記憶装置に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の半導体記憶装置の従来技術とし
て、ダイナミック型半導体記憶装置のバーストデータ転
送を連続して高速に行うことを目的として、例えば特開
平7−98981号公報には、多バンク構成のシンクロ
ナスDRAMにおいて、シリアルデータ転送を制御する
内部クロック系を2系統備えることにより、一連のバー
ストデータ転送動作の間のリセット動作にかかる時間を
なくすようにした構成が提案されている。
【0003】図14は、上記特開平7−98981号公
報に提案される従来の半導体記憶装置の一例を示す図で
あり、内部動作を制御するクロックの系統のブロック図
である。
【0004】図14において、太い線で示されているの
が1つの信号経路であり、この系統の一連の動作が終わ
ると破線のようにリセット及び切り替え信号が各ブロッ
クに伝えられる。
【0005】図14を参照して、外部クロックCLKは
スイッチS1を経て、読み出し時にメモリセルアレイか
らデータバスを経て読み出しデータが格納されるレジス
タの出力を制御する信号を生成する内部クロック系1に
伝えられる。内部クロック系1は、外部信号/CAS信
号を受けて、制御用の内部クロックを、外部クロックC
LKから発生する。
【0006】内部クロック系1から出力される内部クロ
ックは、スイッチW1を通り、データのアクセスのバー
ストを制御するバースト制御部507を駆動する。
【0007】一連のバースとアクセスがバースト制御部
507によって終了するか、又はバーストアクセスを途
中で中断させるバーストインタラプト信号が外部から入
力されると、END信号がバースト制御部からリセット
及び切り替え信号を発生するブロックES508に出力
される。ブロックES508はEND信号を受ける度に
交互に信号R1またはR2を出力する。
【0008】図14では、信号R1が立ち上がる場合を
示している。このとき、信号R2は立ち下がる。これに
よって、スイッチS1はオフ、スイッチS2はオンし、
内部クロック系1はリセット状態に入り、内部クロック
系2は待機状態になる。
【0009】次に、/CAS信号が入力されると、外部
クロックCLKに従い、いつでも内部クロック系2は動
作可能となる。また、スイッチW1はオフし、スイッチ
W2はオンとなる。これにより、次のバースト制御は、
内部クロック系2から行われることになる。
【0010】図14に示すスイッチS1、S2、W1、
W2、内部クロック系1、2及びバースト制御部507
は、例えば図15に示すように構成されており、スイッ
チS1、S2、W1、W2は相補型のFETからなり、
内部クロック系1、2は、レジスタR1〜R4からデー
タを出力制御するトランスファゲートを順次導通制御す
る制御信号を生成するシフトレジスタ510、510′
と、シフトレジスタで生成された内部クロック系1又は
内部クロック系2の制御信号を、ブロックESから出力
される切替え信号R1又はR2により選択してトランス
ファゲートに与えるトランスファゲートとからなる。
【0011】バースト制御部507は、一連のバースト
データ転送の長さをカウントして終了を判別するカウン
タ512と、カウンタの出力又はバーストインタラプト
信号の入力によりEND信号を出力するORゲート51
3とから構成されている。
【0012】また、ブロックESは、例えば図16に示
すように構成されており、図16に示すクロックトイン
バータは、図に示される制御信号入力END、あるいは
/ENDが立ち上がるとインバータとして作用し、立ち
下がると出力が高インピーダンスになる。/END信号
はEND信号の相補的な信号であるから、END信号が
パルス状に出力される度に、信号R1とR2が、図17
にタイミング波形図として示すように、交互に立ち上が
る。
【0013】このように、上記従来例においては、デー
タ転送を制御する内部クロック系統を2系統設け、これ
を交互に使用することによって、クロック系統のリセッ
トに掛かる時間によるデータ転送に関する制限を無くす
ことができる。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ワード線及び
センスアンプの制御信号のタイミングを、外部クロック
のタイミングにより制御し、64ビット以上のロングバ
ーストモードを搭載するファイル用DRAMにおいて、
上述した従来例の方式を用いると、データバス幅を64
ビット以上と非常に大きくする必要があり、また、ワー
ド線及びセンスアンプの制御信号のタイミングを生成す
るためのカウンタと、バースト出力用のカウンタとを別
々に持たなければならないため、チップ面積の増加を招
いていた。
【0015】したがって、本発明は、上記事情に鑑みて
なされたものであり、その目的は、カウンタの数及びデ
ータバス幅を最適化し、チップ面積を最小限に抑えるこ
とのできる、ロングバーストモードを搭載するダイナミ
ック型半導体記憶装置を提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明のダイナミック型半導体記憶装置は、マトリ
クス状に配置されたメモリセルアレイと、複数のセンス
アンプ列と、複数のワードドライバ列と、内部を活性化
させる信号入力と、内部の回路の同期をとるためのクロ
ック信号入力と、前記クロック信号の入力数を計数する
計数手段と、前記計数手段の出力をデコードするデコー
ド手段とを備え、前記デコード手段の出力により前記セ
ンスアンプ列の活性化のタイミング等を作成し、前記マ
トリクス状に配置されたメモリセルアレイは、複数に独
立して動作するブロックに分割され、それぞれのブロッ
ク毎に前記計数手段と、前記計数手段の出力をデコード
するデコード手段とを備え、前記デコード手段の出力に
より前記センスアンプ列の活性化のタイミング等を前記
ブロック毎に独立に作成することを特徴とする。本発明
において、前記ダイナミック型半導体記憶装置に入力さ
れるクロックを入力して該クロックをカウントし内部信
号のタイミングを発生させる計数手段(「カウンタ」と
いう)が、前記各バンク毎に設けられ第1及び第3のカ
ウンタと、前記各バンクに共通に設けられる第2のカウ
ンタと、に分割されており前第1のカウンタは、前記
クロックをカウントし、その出力はアドレスの取り込み
タイミング又は前記各ワード線の活性化タイミングの生
成に用いられ、前記第2のカウンタは、前記第1のカウ
ンタの桁上げ信号が入力されることで前記クロックのカ
ウントを開始し、カウント結果をバイナリ出力として出
力し、前記第2のカウンタからバイナリ出力される複数
のクロック信号がデコーダでデコードされて、前記セン
スアンプの活性化タイミング又はデータの出力タイミン
グの生成に用いられ、前記第3のカウンタは、前記第2
のカウンタの桁上げ信号が入力されることで前記クロッ
クのカウントを開始し、その出力は、前記ワード線のリ
セットタイミング又は前記センスアンプのリセットタイ
ミングの生成に用いられる構成とされている。
【0017】本発明は、独立して動作する複数のブロッ
クに分割されたメモリセルアレイと、分割された前記各
ブロックに対応して設けられた複数のセンスアンプと、
前記メモリセルアレイの各ワード線を駆動する複数のワ
ードドライバと、を含み、前記各ブロックを構成するメ
モリセルアレイに接続された複数のビット線を順次切り
替えて複数ビットのバースト読み出し及び書き込みを行
う複数バンク構成のダイナミック型半導体記憶装置にお
いて、前記ダイナミック型半導体記憶装置を構成する各
内部回路を制御する各種タイミングを発生させるカウン
タが、前記各バンク毎に設けられる第1及び第3のカウ
ンタと、前記各バンクに共通に設けられる第2のカウン
タとに分割されており、前記第2のカウンタは、前記第
1のカウンタの桁上げ信号が入力されることでカウント
を開始し、前記第3のカウンタは、前記第2のカウンタ
の桁上げ信号が入力されることでカウントを開始するよ
うに構成されてなる、ことを特徴とする。
【0018】本発明においては、前記第1のカウンタ
が、第1及び第2の桁上げ信号を出力し、書き込みモー
ド信号に基づいて前記第1及び第2の桁上げ信号のいず
れか一方を出力し、前記第2のカウンタの入力として供
給するセレクタ回路を前記各バンク毎に備えていること
を特徴とする。
【0019】また、本発明においては、前記第2のカウ
ンタからバイナリ出力される複数のクロック信号がデコ
ーダでデコードされて、前記センスアンプの活性化タイ
ミング又はデータの出力タイミングの生成に用いられ
る、ことを特徴とする。また前記第1のカウンタの出力
がアドレスの取り込みタイミング又は前記各ワード線の
活性化タイミングの生成に用いられ、前記第3のカウン
タの出力が前記ワード線のリセットタイミング又は前記
センスアンプのリセットタイミングの生成に用いられ
る、ことを特徴とする。
【0020】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照して以下に説明する。
【0021】図1は、本発明の第1の実施の形態に係る
ダイナミック型半導体記憶装置の構成を示す図である。
【0022】図1において、ビット線は、各々相補なる
主ビット線対MBL、/MBL、及び副ビット線対SB
L0、/SBL0〜SBL3、/SBL3に階層化され
た、いわゆる主副ビット線構成をなしている。従って、
1つの主センスアンプMSAに一対の主ビット線対MB
L、/MBLが接続され、さらにこれら一対の主ビット
線対には1つ、又は複数の副センスアンプSSAが接続
されている。
【0023】副センスアンプSSAには、図1に示すよ
うに、4対の副ビット線対SBL0、/SBL0〜SB
L3、/SBL3が接続されており、トランスファゲー
ト信号SG0〜SG3のうち、1つずつを時分割で活性
化させることにより、1サイクルで4つのデータの読み
書きをシリアルに行うことができる。
【0024】主センスアンプMSAには、それぞれ図1
に示すように、対応するデータラッチ11が接続され、
さらに複数(図1では16個)のデータラッチ毎に1つ
のデータアンプDAMPが接続されている。
【0025】データアンプDAMPとデータラッチ11
とを接続、あるいは切り離すためのカラムセレクト信号
YSWは、データラッチの数(図1では16個)だけ存
在し、その出力回路はシフトレジスタ12により構成さ
れている。
【0026】次に、図2のタイミング波形図を用いて、
図1に示した回路の読み出しサイクル時の動作を説明す
る。
【0027】はじめに、ワード線WLがHレベルに立ち
上がり、ワード線WLによって選択されるメモリセルの
データがSBL0〜SBL3に微少な電位差として読み
出される。
【0028】次に、SG0がHレベルに立ち上がり、S
BL0に読み出された微少電位差が副センスアップSS
Aに伝達される。
【0029】次に、副センスアンプSSAが活性化さ
れ、SBL0と/SBL0との間の微少電位差が、主ビ
ット線MBL、/MBLに伝達される。この主ビット線
の電位差は、主センスアップMSAにより検知され、M
BL、/MBLがVCC又はGNDレベルに増幅され
る。
【0030】次にトランスファゲートDATGがHレベ
ルに立ち上がり、主センスアンプMSAによって増幅さ
れたデータがデータラッチに転送され、ラッチされる。
【0031】次に、図2に示すように、カラムセレクト
信号YSWを、YSW0から内部クロックICLKの立
ち上がりエッジを用いて、シフトレジスタにより、順次
活性化させる。すると、1つのデータアンプDAMPに
接続された16個のデータラッチにラッチされた16個
の読み出しデータが、図2に示すように、シリアルにデ
ータバスRWB、/RWBに伝達される。これらのデー
タは、出力バッファを通して、出力ピンからチップ外部
にバースト読み出しデータとして出力される。
【0032】また、主センスアンプMSAによって増幅
された主ビット線MBL、/MBLのデータは、副セン
スアンプSSAを通して、副ビット線SBL0、/SB
L0にVCC、又はGNDレベルのデータとして伝達さ
れ、副ビット線SBL0、/SBL0に再書き込みされ
る。
【0033】その後、トランスファゲート信号SG0が
Lレベルに立ち下がり、主ビット線MBL、/MBL及
び副センスアンプSSAがリセットされる。
【0034】次に、トランスファゲート信号SG1がH
レベルに立ち上がり、副ビット線SBL1、/SBL1
に読み出された微少電位差が、副センスアンプSSAに
伝達される。
【0035】次に、副センスアンプSSAが活性化さ
れ、SBL1と/SBL1との間の微少電位差が、主ビ
ット線MBL、/MBLに伝達される。この主ビット線
の電位差は、主センスアンプMSAにより検知され、M
BL、/MBLがVCC又はGNDレベルに増幅され
る。
【0036】次に、トランスファゲートDATGがHレ
ベルに立ち上がり、主センスアンプMSAによって増幅
されたデータがデータラッチに転送され、ラッチされ
る。このときのDATGを活性化させるタイミングは、
図2に示すように、前記のYSW15が活性化され、前
にデータラッチにラッチされたデータが全てデータバス
RWB、/RWBに読み出された直後に設定する。
【0037】さらに、シフトレジスタのYSW15の出
力を、YSW0の入力とすることにより、トランスファ
ゲート信号SG0の活性化によって読み出された16個
のデータの出力と、トランスファゲート信号SG1によ
って読み出され、YSW0により選択されてデータバス
RWB、/RWBに出力されるデータの出力とを、連続
に行うことが可能となる。
【0038】以下、同様に、トランスファゲート信号S
G0〜SG3に対応する16ビットずつのデータを、図
2に示すタイミングで、データバスRWB、/RWBに
読み出すことにより、合計64ビットのバースト読み出
し動作を行うことができる。
【0039】最後に、ワード線WLをLレベルに立ち下
げ、64ビットバースト読み出しサイクルを終了する。
【0040】次に、図3のタイミング波形図を用いて、
図1に示した回路の書き込みサイクル時の動作を説明す
る。
【0041】はじめに、読み出しサイクルと同様に、ワ
ード線WLをHレベルに立ち上げ、トランスファゲート
信号SG0をHレベルに立ち上げる。
【0042】書き込みサイクル時は、書き込みデータ
が、図示されていないデータ入力バッファから、データ
バスRWB、/RWBに、シリアルに、図3に示すよう
に、データが転送される。これらのシリアルデータにタ
イミングを合わせて、図3に示すように、カラムセレク
ト信号YSW0〜YSW15を活性化させることによ
り、書き込みデータがデータラッチに順次ラッチされ
る。
【0043】16個のデータがデータラッチにラッチさ
れたところで、図3に示すように、トランスファゲート
信号DATGをHレベルに立ち上げて、書き込みデータ
をメインセンスアンプMSAに転送する。
【0044】メインセンスアンプMSAに転送された書
き込みデータは、読み出しサイクル時の再書き込み動作
と同様、主ビット線MBL、/MBL、副センスアンプ
SSAを通して、副ビット線SBL0、/SBL0へV
CC、又はGNDレベルのデータとして書き込まれる。
【0045】次に、トランスファゲート信号SG0をL
レベルに立ち下げ、トランスファゲート信号SG1をH
レベルに立ち上げる。その後、前記した、始めの16ビ
ットのデータの書き込みと同様にして、次の16ビット
のデータを、図3に示すように、副ビット線SBL1、
/SBL1に書き込む。
【0046】次に、トランスファゲート信号SG2、S
G3を順次活性化し、同様にして、16ビットずつのデ
ータを書き込み、合計で64ビットの書き込みデータを
対応する副ビット線にそれぞれ書き込んで、最後にワー
ド線WLをLレベルに立ち下げて、書き込みサイクルを
終了する。
【0047】次に、本発明の第1の実施の形態に係る、
ダイナミック型半導体記憶装置の内部タイミング発生回
路を、図面を参照して説明する。
【0048】図4は、本発明の第1の実施の形態に係る
ダイナミック型半導体記憶装置の、内部タイミング発生
回路のブロック図にて示したものである。
【0049】外部チップイネーブル信号CEB、及び外
部クロックCLKが、図4に示すように、クロックバッ
ファ回路(CLKB)101に入力される。
【0050】クロックバッファ回路(CLKB)101
は、内部チップイネーブル信号IRASB、及び内部ク
ロックICLKを出力する。内部チップイネーブル信号
IRASB、及び内部クロックICLKは、バイナリカ
ウンタ102に入力され、バイナリカウンタ102は内
部チップイネーブル信号IRASBが活性化されてか
ら、内部クロックICLKが何クロック入力されたかを
カウントし、その数をバイナリ出力として、図5に示す
ようなタイミングで、CK1、CK2、CK4、CK
8、CK16、CK32、CK64を出力する。
【0051】バイナリカウンタ102の出力は、さらに
図4に示すように、デコーダ回路103に入力される。
【0052】このデコーダ回路103は、例えば図6の
ようなものである。図6に示すデコード信号CLK5
は、図7にタイミング波形図として示すように、カウン
タが内部クロックICLKを5回カウントしたときにH
レベルに立ち上がり、6回カウントしたときにLレベル
に立ち下がる。また、16クロック後の21回カウント
したときにHレベルに立ち上がり、22回カウントした
ときにLレベルに立ち下がる。
【0053】このように、デコード信号CLK5は、内
部クロックICLKを5回カウントしたときにHレベル
に活性化され、それ以降16クロック毎にHレベルに活
性化される。
【0054】このような16クロック毎に活性化される
信号は、前記したトランスファゲート信号DATG、主
センスアンプの活性化信号等のように、1回の読み出し
又は書き込みサイクル内で等間隔に4回活性化されるよ
うな信号のタイミングを作るのに適している。
【0055】また、図6に示すデコーダ回路の出力デコ
ード信号CLK78は、図7に示すように、内部チップ
イネーブル信号IRASBが活性化されてから、内部ク
ロック信号ICLKが78回カウントされたときのみに
活性化される。
【0056】このような1回の読み出し又は書き込みサ
イクルで、1回だけ活性化されるデコード信号は、ワー
ド線WLの立ち上げ、及びリセットのタイミングを作る
のに適している。
【0057】また、図1に示す構成のダイナミック型半
導体記憶装置においては、1回の読み出し及び書き込み
サイクルを、チップイネーブルが入力されてからワード
線がHレベルに立ち上がるまで、4回のデータ読み出し
と再書き込み、データ読み出しが終了してから全ての回
路がリセットされるまでの3つの区間に分類される。
【0058】チップイネーブルが入力されてからワード
線がHレベルに立ち上がるまでに10クロック、64ビ
ットバースト出力なので、4回のデータ読み出しと再書
き込みに64クロック、データ読み出しが終了してから
全ての回路がリセットされるまでに6クロック必要であ
ると仮定すると、図4に示すバイナリカウンタ102
は、80進カウンタ、すなわち、ICLKの入力を80
回カウントすると出力が0にリセットされるカウンタを
用いればよいことになる。
【0059】さらに、図1に示す構成で複数のバンクに
より構成されるダイナミック型半導体記憶装置における
内部タイミング発生回路の構成を図8にブロック図にて
示す。図8は、2バンク構成のときの例を示している
が、2バンク以上のときも同様の構成が可能である。
【0060】複数のバンクにより構成される場合、図8
に示すように、クロックバッファ回路(CLKB)20
1にバンクアドレスBAを入力し、バンクアドレス入力
に応じて各バンクを選択、活性化する内部チップイネー
ブル信号IRASBA、IRASBBを出力する。
【0061】また、図8に示すように、各バンク毎の内
部チップイネーブル信号IRASBA、またはIRAS
BBをそのイネーブル信号としてバイナリカウンタ20
2、203を各バンク毎に設ける。それぞれのバイナリ
カウンタ202、203の出力信号CK1A〜CK64
A、またはCK1B〜CK64Bは、やはりバンク毎に
設けられたデコーダ204、205にそれぞれ入力さ
れ、各種タイミング信号を生成する。
【0062】図9に、図8に示した内部タイミング発生
回路のタイミング波形図を示す。ここでは、チップイネ
ーブル信号CEBが入力されてから、外部クロック信号
CLKが10クロック入力されたタイミングで、ワード
線WLが立ち上がり、12クロック入力されたタイミン
グから読み出しデータが出力されると仮定する。
【0063】外部チップイネーブル信号CEB及びバン
クアドレス信号BAが、図9のCLK=0のタイミング
で入力されると、バンクアドレス信号BAに応じて内部
チップイネーブル信号が活性化される。
【0064】図9では、CLK=0のタイミングでバン
クアドレス信号BAはバンクAに対応するアドレス信号
が入力されているので、外部クロック信号CLKの立ち
上がりエッジのタイミングで内部チップイネーブル信号
IRASBAが立ち下がり、バンクAが選択される。内
部チップイネーブル信号IRASBAが立ち下がると、
バンクAのバイナリカウンタが活性化され、内部クロッ
ク信号ICLKのカウントを開始する。
【0065】外部チップイネーブル信号CEBが入力さ
れてから、外部クロック信号CLKが12クロック入力
されたとき、すなわち、バンクAのバイナリカウンタが
内部クロック信号ICLKを12個カウントしたとき、
バンクAの図示されない外部から入力されたアドレスに
対応する読み出しデータの出力が開始される。
【0066】このデータ出力は、64ビット、すなわち
バンクAのバイナリカウンタが内部クロック信号ICL
Kを75個カウントするまで継続される。
【0067】バンクAのバイナリカウンタが、内部クロ
ックICLKを79個カウントすると、内部チップイネ
ーブル信号IRASBAが立ち上がり、バンクAのバイ
ナリカウンタ及びバンクAの全ての回路がリセットさ
れ、バンクAはスタンバイ状態になる。
【0068】また、図9のCLK=64のタイミング
で、外部チップイネーブル信号CEB及び、バンクBに
対応するバンクアドレスBAを、図9に示すタイミング
で入力すると、バンクBの内部チップイネーブル信号I
RASBBが立ち下がり、バンクBのバイナリカウンタ
が、内部クロック信号ICLKのカウンタを開始する。
すると、バンクBの出力データは、CLK=64から外
部クロック信号が12クロック入力された後、すなわち
CLK=76から図に示すように出力を開始する。
【0069】従って、上記したように、外部チップイネ
ーブル信号CEB、外部クロック信号CLK、及びバン
クアドレス信号BAを、図9に示すタイミングで入力す
ることにより、64ビット単位で64ビット以上の長さ
のバーストデータ出力を、連続に行うことが可能とな
る。
【0070】このとき、バンク毎にバイナリカウンタ、
デコーダ、及び各種タイミング発生回路を設け、それぞ
れを独立に動作させることができるので、センスアンプ
活性化、データバスの競合等の不都合は起こらない。
【0071】次に、本発明の第2の実施の形態に係る、
ダイナミック型半導体記憶装置の内部タイミング発生回
路を、図面を参照して説明する。
【0072】図10は、本発明の第2の実施の形態に係
るダイナミック型半導体記憶装置の、内部タイミング発
生回路のブロック図を示す。図10は、バンク数が2の
場合を示しているが、バンク数が2以上の場合にも同様
の構成が可能である。
【0073】前記したように、1回の64ビットバース
ト読み出しサイクルは、ワード線がHレベルに立ち上が
るまでの10クロックサイクル、4回のデータ読み出し
と再書き込みを行う64クロックサイクル、及びリセッ
トにかかる6クロックサイクルの3つの区間に分類され
る。
【0074】図10の構成では、これら3つの区間毎に
別々のバイナリカウンタを設けている。すなわち、ワー
ド線がHレベルに立ち上がるまでは10進カウンタ(3
04、305)が動作し、64ビットバースト読み出し
及び再書き込みの間は64進カウンタが動作し、リセッ
トにかかる6クロックサイクルは、6進カウンタ(30
7、308)が動作する。ここで、一度に複数バンクの
データの読み書き動作は行わないので、64進カウンタ
は各バンクで共通に1台用意すればよく、10進カウン
タ及び6進カウンタのみ各バンク毎に1台ずつ用意すれ
ばよい。従って、最も面積の大きくなる64進カウンタ
306を共有することができるので、バンク数が増えた
ときにチップ面積の縮小を行うことができる。
【0075】以下に、図11に示すタイミング波形図を
参照しながら、図10の回路の動作を詳細に説明する。
【0076】はじめに、内部クロックICLK=0の立
ち上がりエッジで、チップイネーブル信号CEB、バー
ストアドレスBAをチップ内部に取り込む。例えば、バ
ーストアドレスBAがバンクAに対応するアドレスだっ
たと仮定すると、バンクAの内部チップイネーブル信号
IRASBAがLレベルに立ち下がり、バンクAの10
進カウンタ304が図に示すようにクロックのカウント
を開始する。
【0077】次に、内部クロックICLK=10の立ち
上がりエッジで、バンクAの10進カウンタ304の桁
上げ信号であるSCLK10Aが活性化され、64進カ
ウンタが図に示すように内部クロックICLKのカウン
トを開始し、それと同時に10進カウンタはリセットさ
れる。
【0078】次に、内部クロックICLK=74の立ち
上がりエッジで、64進カウンタ306の桁上げ信号で
あるCLK64が活性化され、バンクAの6進カウンタ
307が図に示すように内部クロックICLKのカウン
トを開始する。バンクAの6進カウンタ307が内部ク
ロックICLKを6回カウントすると、内部チップイネ
ーブル信号IRASBAがHレベルに立ち上がり、バン
クAの全ての回路がリセットされ、1回の読み出し又は
書き込みサイクルが終了する。
【0079】ここで、10進カウンタ304の出力は、
アドレスの取り込み、ワード線の活性化等のタイミング
の作成に用い、64進カウンタの出力306は、センス
アンプ制御信号、データ出力等のタイミングの作成に用
い、6進カウンタ307の出力は、ワード線のリセッ
ト、センスアンプのリセット等のタイミングの作成に用
いられる。
【0080】さらに、図11に示すように、内部クロッ
クICLK=64の立ち上がりエッジで、チップイネー
ブル信号CEB及びバンクBに対応するバンクアドレス
BAを入力すると、図に示すタイミングで、バンクBの
10進カウンタ305が動作する。バンクBの10進カ
ウンタ305は、内部クロックICLK=74の立ち上
がりエッジで桁上げ信号SCLK10Bを活性化し、こ
の信号を受けて、図に示すように、64進カウンタ30
6が再び0からのカウントを開始する。従って、図に示
すように、バンクAの64ビットバーストデータ出力と
バンクBの64ビットバーストデータ出力とを、間断な
く行うことが可能となる。
【0081】次に、本発明の第3の実施の形態に係る、
ダイナミック型半導体記憶装置の内部タイミング発生回
路を、図面を参照して説明する。
【0082】図12は、本発明の第3の実施の形態に係
るダイナミック型半導体記憶装置の、内部タイミング発
生回路のブロック図を示す。
【0083】図1に示したように、副センスアンプSS
Aが4組の副ビット線対を共通しているため、1回の読
み出し及び書き込み動作においてトランスファゲート信
号SG0〜SG3を時分割で順次切り替えて合計4回の
センス動作及び再書き込み動作を行い、さらにこの動作
を16台の副センスアンプについて同時に行い、16個
の読み出しデータを同時に一旦主センスアンプMSAに
読み出してから、シフトレジスタの出力信号であるYS
W0〜YSW15を順次切り替えて、16個のデータを
シリアルにデータバスRWB、/RWBを通してデータ
出力バッファに転送することで64ビットバーストデー
タ出力を実現している。
【0084】64ビットバーストデータ書き込みにおい
ては、上記の理由により、入力データがシリアルにデー
タバスRWB、/RWBを通して該当するデータラッチ
に格納され、はじめの16個のデータがデータラッチに
そろってから、データラッチと主センスアンプMSAと
を接続するトランスファゲート信号DATGを活性化さ
せ、データラッチに格納された16個の書き込みデータ
を一斉に主センスアンプMSAに転送する必要がある。
【0085】従って、トランスファゲート信号DATG
を活性化させるタイミングは、書き込みサイクル時に1
6ビットのデータがデータラッチに揃うまで遅らせる必
要があり、読み出しサイクル時にもこのタイミングを用
いると、不要にアクセス時間を遅らせる要因になる。
【0086】一方、トランスファゲート信号DATGを
読み出し時にはタイミングを早めると、センスアンプの
活性化信号等のタイミングもそれに合わせて変更する必
要があり、各種タイミング発生回路の面積が大きくな
る。
【0087】図12に示す本発明の第3の実施の形態に
おいては、ワード線の活性化等のタイミングを作る10
進カウンタ404、405から2種類の出力を1つのセ
レクタ回路406、407の入力とし、そのセレクタ回
路406、407のセレクト信号を、書き込み動作時に
活性化される書き込みモード信号WMAとし、セレクタ
の出力をDATG等の活性化のタイミングを作る64進
カウンタ408の入力信号とすることで、DATG等の
活性化のタイミングを読み出しサイクル時と書き込みサ
イクル時とで変化させている。
【0088】以下で、図13に示すタイミング波形図を
参照しながら、図12に示した回路の動作について詳細
に説明する。
【0089】はじめにバンクAの書き込み動作時、すな
わち書き込みモード信号WMAがHレベルに活性化され
ているとき、図12に示すセレクタ回路406は上側の
入力、すなわちSCLK14Aを選択し、セレクタ回路
406の出力とする。
【0090】従って、図13の内部クロックICLK=
14のタイミングから64進カウンタ408は動作し始
める。図に示すように、データ入力からデータバスRW
B、/RWBにデータを転送するのに1クロック、デー
タバスRWB、/RWBからデータラッチDAL、/D
ALにデータを転送するのに1クロックの時間がかかる
と仮定すると、トランスファゲート信号DATGのタイ
ミングは、例えば図示のように64進カウンタ408の
出力が3のタイミングでHレベルに立ち上げ、5のタイ
ミングでLレベルに立ち下げるようにすれば始めの16
ビットのデータが一斉にメインセンスアンプMSAに転
送できる。
【0091】これに対して、バンクAの読み出し動作
時、すなわち書き込みモード信号WMAがLレベルに非
活性化されているとき、図12に示すセレクタ回路40
6は下側の入力、すなわちSCLK5Aを選択し、セレ
クタ回路406の出力とする。
【0092】従って、図13の内部クロックICLK=
5のタイミングから64進カウンタ408は動作し始め
る。このとき、書き込み動作時と同様にトランスファゲ
ート信号DATGを64進カウンタの出力が3のタイミ
ングでHレベルに立ち上げ、5のタイミングでLレベル
に立ち下げることにより、内部クロックICLK=10
のタイミングからデータ出力が始まり、アクセス時間の
高速化が実現できる。
【0093】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数のビット線対を1台のセンスアンプで共有し、時分
割でこれらのビット線を切り替えて順次動作させ、複数
ビットのバースト読み出し及び書き込み動作を行う、多
バンク構成のダイナミック型半導体記憶装置において、
チップ面積の増加を抑えつつ、バースト読み出しサイク
ル又は書き込みサイクル間の無駄な時間をなくすことが
でき、実質上のデータ転送レートを向上することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態のアレイ及びデータ
バス構成を示す回路図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態のアレイ及びデータ
バスの読み出し動作時のタイミング波形図である。
【図3】本発明の第1の実施の形態のアレイ及びデータ
バスの書き込み動作時のタイミング波形図である。
【図4】本発明の第1の実施の形態の構成を示すブロッ
ク図である。
【図5】本発明の第1の実施の形態のタイミング波形図
である。
【図6】本発明の第1の実施の形態の構成を示すデコー
ダ部の回路図である。
【図7】本発明の第1の実施の形態の構成を示すデコー
ダ部のタイミング波形図である。
【図8】本発明の第1の実施の形態の構成を示す多バン
ク構成のブロック図である。
【図9】本発明の第1の実施の形態の構成を示す多バン
ク構成のタイミング波形図である。
【図10】本発明の第2の実施の形態の構成を示すブロ
ック図である。
【図11】本発明の第2の実施の形態のタイミング波形
図である。
【図12】本発明の第3の実施の形態の構成を示すブロ
ック図である。
【図13】本発明の第3の実施の形態の構成を示すタイ
ミング波形図である。
【図14】従来例の構成を示すブロック図である。
【図15】従来例の構成を示す回路図である。
【図16】従来例の構成の一部を示す回路図である。
【図17】従来例の構成の一部のタイミング波形図であ
る。
【符号の説明】
BA バーストアドレス信号 CEB チップイネーブル信号 CLK 外部クロック信号 DAMP データアンプ DATG トランスファゲート信号 ICLK 内部クロック信号 IRASBA、IRASBB 内部チップイネーブル信
号 MBL、/MBL 主ビット線 MSA 主センスアンプ RWB、/RWB データバス SBL0、/SBL0〜SBL3、/SBL3 副ビッ
ト線 SG0〜SG3 トランスファゲート信号 SSA 副センスアンプ WL ワード線 WMA 書き込みモード信号 11 データラッチ 12 シフトレジスタ 101 クロックバッファ回路 102 バイナリカウンタ 103 デコーダ回路 201 クロックバッファ回路 202、203 バイナリカウンタ 204、205 デコーダ回路 304、305、404、405 10進カウンタ 306、408 64進カウンタ 307、308、409、410 6進カウンタ 309、411 デコーダ回路 406、407 セレクタ回路

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】独立して動作する複数のブロックに分割さ
    れたメモリセルアレイと、 分割された前記各ブロックに対応して設けられた複数の
    センスアンプと、 前記メモリセルアレイの各ワード線を駆動する複数のワ
    ードドライバと、 を含み、 前記各ブロックを構成するメモリセルアレイに接続され
    た複数のビット線を順次切り替えて複数ビットのバース
    ト読み出し及び書き込みを行う複数バンク構成のダイナ
    ミック型半導体記憶装置において、 前記ダイナミック型半導体記憶装置に入力されるクロッ
    クを入力して該クロックをカウントし内部信号のタイミ
    ングを発生させるカウンタが、前記各バンク毎に設けら
    れ第1及び第3のカウンタと、前記各バンクに共通に設
    けられる第2のカウンタと、に分割されており、前記第1のカウンタは、前記クロックをカウントし、そ
    の出力信号はアドレスの取り込みタイミング又は前記各
    ワード線の活性化タイミングの生成に用いられ、 前記第2のカウンタは、前記第1のカウンタの桁上げ信
    号が入力されることで前記クロックのカウントを開始
    し、カウント結果をバイナリ出力として出力し、 前記第2のカウンタからバイナリ出力される複数のクロ
    ック信号がデコーダでデコードされて、前記センスアン
    プの活性化タイミング又はデータの出力タイミングの生
    成に用いられ 、 前記第3のカウンタは、前記第2のカウンタの桁上げ信
    号が入力されることで前記クロックのカウントを開始
    その出力信号は、前記ワード線のリセットタイミン
    グ又は前記センスアンプのリセットタイミングの生成に
    用いられる構成されてなる、ことを特徴とするダイナ
    ミック型半導体記憶装置。
  2. 【請求項2】独立して動作する複数のブロックに分割さ
    れたメモリセルアレイと、 分割された前記各ブロックに対応して設けられた複数の
    センスアンプと、 前記メモリセルアレイの各ワード線を駆動する複数のワ
    ードドライバと、 を含み、 前記各ブロックを構成するメモリセルアレイに接続され
    た複数のビット線を順次切り替えて複数ビットのバース
    ト読み出し及び書き込みを行う複数バンク構成のダイナ
    ミック型半導体記憶装置において、 前記ダイナミック型半導体記憶装置に入力されるクロッ
    クを入力して該クロックをカウントし内部信号のタイミ
    ングを発生させるカウンタが、前記各バンク毎に設けら
    れ第1及び第3のカウンタと、前記各バンクに共通に設
    けられる第2のカウンタと、に分割されており、 前記第1のカウンタは、前記クロックをカウントし、そ
    の出力信号はアドレスの取り込みタイミング又は前記各
    ワード線の活性化タイミングの生成に用いられ、 前記第1のカウンタ、第1及び第2の桁上げ信号を出
    力し、前記第1のカウンタから出力される前記第1及び第2の
    桁上げ信号を入力し、 書き込みモード信号に基づいて前
    記第1及び第2の桁上げ信号のいずれか一方を出力し、
    前記第2のカウンタの入力として供給するセレクタ回路
    を前記各バンク毎に備え 前記第2のカウンタは、前記セレクタ回路で選択出力さ
    れる前記第1及び第2の桁上げ信号の一方が入力される
    ことで前記クロックのカウントを開始し、カウント結果
    をバイナリ出力として出力し、前記第2のカウンタから
    バイナリ出力される複数のクロック信号がデコーダでデ
    コードされて、前記センスアンプの活性化タイミング又
    はデータの出力タイミングの生成に用いられ前記第3のカウンタは、前記第2のカウンタの桁上げ信
    号が入力されることで前記クロックのカウントを開始
    し、その出力信号は、前記ワード線のリセットタイミン
    グ又は前記センスアンプのリセットタイミングの生成に
    用いられる構成とさ れてなる、ことを特徴とするダイナ
    ミック型半導体記憶装置。
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