JP3400824B2 - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JP3400824B2
JP3400824B2 JP16026593A JP16026593A JP3400824B2 JP 3400824 B2 JP3400824 B2 JP 3400824B2 JP 16026593 A JP16026593 A JP 16026593A JP 16026593 A JP16026593 A JP 16026593A JP 3400824 B2 JP3400824 B2 JP 3400824B2
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俊行 尾本
正樹 熊野谷
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    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F12/00Accessing, addressing or allocating within memory systems or architectures
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    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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    • G06F12/00Accessing, addressing or allocating within memory systems or architectures
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    • G06F12/0802Addressing of a memory level in which the access to the desired data or data block requires associative addressing means, e.g. caches
    • G06F12/0893Caches characterised by their organisation or structure
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/005Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor comprising combined but independently operative RAM-ROM, RAM-PROM, RAM-EPROM cells

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は半導体記憶装置に関
し、特に大記憶容量のメインメモリと小記憶容量かつ高
速のキャッシュメモリとが同一チップ上に集積化された
半導体記憶装置に関する。より特定的には、この発明は
ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ(DRA
M)とスタティック・ランダム・アクセス・メモリ(S
RAM)とが同一チップ上に集積化されたキャッシュ内
蔵半導体記憶装置に関する。
【0002】
【従来の技術】最近のマイクロプロセシングユニット
(MPU)は動作クロック周波数が25MHzまたはそ
れ以上と非常に高速になってきている。データ処理シス
テムにおいては、標準DRAMはビット単価が安いため
大記憶容量の主メモリとして用いられることが多い。標
準DRAMはアクセス時間が短縮化されていてはいるも
のの、MPUの高速化の進展速度に追随することができ
ない。このため、標準DRAMを主メモリとして用いる
データ処理システムは、ウェイトステート(待ち状態)
の増加などの犠牲を払う必要がある。MPUと標準DR
AMの動作速度のギャップという問題は、標準DRAM
が次のような特徴を有しているために本質的なものであ
る。
【0003】(1) 行アドレス信号と列アドレス信号
とが時分割的に多重化されて同一のアドレスピン端子へ
与えられる。行アドレス信号は、ロウアドレスストロー
ブ信号/RASの降下エッジで装置内部へ取込まれる。
列アドレス信号はコラムアドレスストローブ信号/CA
Sの降下エッジで装置内部へ取込まれる。ロウアドレス
ストローブ信号/RASはメモリサイクルの開始を規定
しかつ行選択系を活性化する。コラムアドレスストロー
ブ信号/CASは列選択系を活性化する。信号/RAS
が活性状態となってから信号/CASが活性状態となる
までには「RAS−CAS遅延時間(tRCD)」と呼
ばれる所定の時間が必要とされる。このアドレス多重化
によりアクセス時間の短縮化にも限度が存在する。
【0004】(2) ロウアドレスストローブ信号/R
ASを一旦立上げてDRAMをスタンバイ状態に設定し
た場合、ロウアドレスストローブ信号/RASはRAS
プリチャージ時間(tRP)と呼ばれる時間が経過した
後でなければ再び活性状態の“L”へ立下げることはで
きない。RASプリチャージ時間tRPは、DRAMの
様々な信号線を確実に所定電位にプリチャージするため
に必要とされる。このRASプリチャージ時間tRPに
よりDRAMのサイクル時間を短くすることはできな
い。また、DRAMのサイクル時間を短くすることは、
DRAMにおいて信号線の充放電の回数が多くなるた
め、消費電流の増加にもつながる。
【0005】(3) 回路の高集積化およびレイアウト
の改良などの回路技術およびプロセス技術の向上または
駆動方法の改良などの応用上の工夫および改良によりD
RAMの高速化を図ることができる。しかしながらMP
Uの高速化の進展はDRAMのそれを大きく上回る。E
CLRAM(エミッタ・カップルド・RAM)およびス
タティックRAMなどのバイポーラトランジスタを用い
た高速のバイポーラRAMおよびMOSトランジスタ
(絶縁ゲート型電界効果トランジスタ)を用いた比較的
低速のDRAMというように、半導体のメモリの動作速
度には階層構造がある。MOSトランジスタを構成要素
とする標準DRAMでは数10ns(ナノ秒)のスピー
ド(サイクル時間)を期待するのは非常に困難である。
【0006】MPUと標準DRAMの動作速度の差(ス
ピードギャップ)をうずめるために、応用面から種々の
改善が行なわれている。このような改善の主なものとし
ては、 (1) DRAMの高速モードとインタリーブ方式とを
用いる、 (2) 高速のキャッシュメモリ(SRAM)を外部に
設ける、がある。
【0007】上記方法(1)の場合、スタティックコラ
ムモードまたはページモードなどの高速モードを用いる
方法と、高速モードとインタリーブ方式を組合せる方法
とがある。スタティックモードとは、1本のワード線
(1行)を選択した後、列アドレスのみを順次変化させ
ることによりこの選択された1行のメモリセルを順次ア
クセスする方法である。ページモードとは、1本のワー
ド線を選択した後、信号/CASをトグルして列アドレ
ス信号を取込み、この選択された1本のワード線に接続
されるメモリセルへ順次アクセスする方法である。これ
らのいずれの動作モードも信号/RASのトグルを含ま
ずにメモリセルへアクセスすることができる。信号/R
ASおよび/CASを用いる通常のアクセスよりもこれ
らの動作モードは高速となる。
【0008】インタリーブ方式とは、複数のメモリ装置
をデータバスに並列に設け、この複数のメモリ装置への
アクセスを交互または順次行なうことにより実効的アク
セス時間の短縮を図る方式である。DRAMの高速モー
ドを用いた方法および高速モードとインタリーブ方式と
を組合せる方法は、簡単にしかも比較的効率的に標準D
RAMを高速メモリとして使用する方法として従来から
知られている。
【0009】上記方法(2)は、メインフレームでは昔
から幅広く利用されている。高速キャッシュメモリは高
価である。しかしながら、低価格ながらも高性能をも要
求されるパーソナルコンピュータの分野においては、そ
の動作速度を改善するために、ある程度高価になるのを
犠牲にして止むなく一部で使用されている。高速キャッ
シュメモリをどこに設けるかについては次の3種類の可
能性が存在する。
【0010】(a) MPUそのものに内蔵する; (b) MPU外部に設ける; (c) 高速キャッシュメモリを別に設けるのではな
く、標準DRAMに内蔵されている高速モードをキャッ
シュのように用いる(高速モードの擬似的キャッシュメ
モリ化)。すなわち、キャッシュヒット時には高速モー
ドで標準DRAMにアクセスし、キャッシュミス時には
通常モードで標準DRAMへアクセスする。
【0011】上述の3つの方法(a)ないし(c)は、
何らかの形ですでにデータ処理システムにおいて採用さ
れている。しかしながら、価格の観点から、多くのMP
UシステムにおいてはDRAMに不可避なRASプリチ
ャージ時間(tRP)が実効的に表に現われないように
するために、メモリをバンク構成とし、このメモリバン
クごとにインタリーブする方法が用いられている。この
方法に従えば、実質的にDRAMのサイクル時間をスペ
ック値(仕様値)の約半分にすることができる。
【0012】しかしながら、インタリーブの方法は、メ
モリ装置へのアクセスが、シーケンシャルに行なわれる
場合にしか効果的ではない。同一のメモリバンクへ連続
してアクセスする場合には効果は得られない。また、こ
の方法ではDRAM自身のアクセス時間の実質的向上を
図ることはできない。さらに、メモリの最小単位を少な
くとも2バンクとする必要がある。
【0013】ページモードまたはスタティックコラムモ
ードなどの高速モードを用いる場合、MPUがあるペー
ジ(ある指定された1行のデータ)を連続してアクセス
する場合に限り、実効的にアクセス時間を短縮すること
ができる。この方法は、バンク数が2ないし4と比較的
大きい場合には、各バンクごとに異なる行をアクセスす
ることができるため、ある程度効果が得られる。与えら
れたページ内にMPUが要求するメモリのデータが存在
しない場合を「キャッシュミス」と呼ぶ。通常、データ
のひとかたまりが近接したアドレスまたは逐次的に連続
するアドレスに格納される。高速モードにおいては、ア
ドレスの半分である行アドレスがすでに指定されている
ため「キャッシュミス」が発生する確率が高い。
【0014】バンクの数が32ないし40と大きくなる
と、各バンクごとに異なるページのデータを格納するこ
とができるため、「キャッシュミス」率は激減する。し
かしながら、データ処理システムにおいて30ないし4
0のバンクを想定することは現実的ではない。また「キ
ャッシュミス」が発生した場合には、新たに行アドレス
を選択しなおすために信号/RASを立上げ、DRAM
のプリチャージサイクルに戻る必要があり、バンク構成
の性能を犠牲にする。
【0015】前述の方法(2)の場合、MPUと標準D
RAMとの間に高速キャッシュメモリが設けられる。こ
の場合、標準DRAMは、比較的低速であっても構わな
い。一方、標準DRAMは4メガビット、16メガビッ
トと大記憶容量のものが出現している。パーソナルコン
ピュータなどの小規模システムにおいて、そのメインメ
モリを、1チップないし数チップの標準DRAMにより
構成することができる。外部に高速キャッシュメモリを
設けた場合、メインメモリがたとえば1個の標準DRA
Mにより構成できるような小規模システムでは有効では
ない。標準DRAMをメインメモリとする場合、高速キ
ャッシュメモリとメインメモリとの間のデータ転送速度
が、この標準DRAMのデータ入出力端子の数で制限さ
れ、システムの速度に対するネックになるからである。
【0016】また、高速モードの疑似的キャッシュメモ
リ化の場合、その動作速度は高速のキャッシュメモリよ
りも遅いため、所望のシステムの性能を実現することが
困難である。
【0017】上述のようなインタリーブ方式または高速
動作モードを使用した場合に生じるシステム性能の犠牲
を解消し、比較的安価で小規模なシステムを構築する方
法としては、高速キャッシュメモリ(SRAM)をDR
AMに内蔵することが考えられる。すなわち、DRAM
をメインメモリとし、かつSRAMをキャッシュメモリ
として備える階層的な構造の1チップメモリを考えるこ
とができる。このような階層的な構造の1チップメモリ
をキャッシュDRAM(CDRAM)と称す。
【0018】通常CDRAMにおいては、DRAMとS
RAMとが同一チップ上に集積化される。キャッシュヒ
ット時にはSRAMへのアクセスが行なわれ、キャッシ
ュミス時にはDRAMへのアクセスが実行される。すな
わち、高速動作するSRAMをキャッシュメモリとして
用い、大記憶容量のDRAMをメインメモリとして用い
る。
【0019】キャッシュのいわゆるブロックサイズは、
SRAMにおいて1回のデータ転送でその内容が書換え
られるビットの数と考えることができる。一般に、ブロ
ックサイズが大きいとキャッシュヒット率は上昇する。
しかしながら、同一のキャッシュメモリサイズの場合、
ブロックサイズに反比例してセット数が減少するため、
逆にヒット率は減少する。たとえば、キャッシュサイズ
が4Kビットの場合、ブロックサイズが1024ビット
であれば、セット数は4となるが、ブロックサイズが3
2ビットであればセット数は128となる。そのためブ
ロックサイズを適切な大きさに設定することが要求され
る。ブロックサイズを、DRAMアレイの1行のメモリ
セルの数よりも小さくする構成は、たとえば特開平1−
146187号公報に示されている。
【0020】図75は上述の公開公報に示された従来の
CDRAMの全体の構成を示す図である。図75におい
て、従来のCDRAMは、行および列のマトリックス状
に配列された複数のダイナミック型メモリセルを含むメ
モリセルアレイ1を含む。メモリセルアレイ1は各々が
複数の列を含む、複数のメモリブロックB#1〜B#4
に分割される。メモリブロックB#1〜B#4はワード
線を共有する。
【0021】従来のCDRAMはさらに、外部から与え
られるアドレス信号A0〜Anを外部ロウアドレススト
ローブ信号/RASに応答して行アドレス信号RAとし
て取込み内部行アドレス信号を発生するロウアドレスバ
ッファ2と、外部コラムアドレスストローブ信号/CA
Sに応答してアドレス信号A0〜Anを列アドレス信号
CAとして取込み内部列アドレス信号を発生するコラム
アドレスバッファ4と、ロウアドレスバッファ2からの
内部行アドレス信号に応答してメモリセルアレイ1にお
ける対応の行を選択する信号を発生するロウデコーダ6
と、ロウデコーダ6からの行選択信号に応答してメモリ
セルアレイ1の選択された行へ駆動信号を伝達し、指定
された行に対応するワード線を選択状態とするワードド
ライバ8と、メモリセルアレイ1における選択された行
に接続されるメモリセルのデータを検知し増幅しかつラ
ッチするセンスアンプ群10と、メモリセルアレイ1の
各列に対応して設けられる複数のデータレジスタを含む
データレジスタ回路14と、メモリセルアレイ1の各列
とデータレジスタ回路14との間のデータ転送を行なう
ための転送ゲート回路12と、コラムアドレスバッファ
4からの内部列アドレス信号をデコードしてメモリセル
アレイ1の対応の列またはデータレジスタ回路14にお
ける対応のデータレジスタを選択するIOゲート16
と、外部から与えられるキャッシュヒット/ミス指示信
号CHに応答してメモリセルアレイ1における対応のブ
ロックを選択するブロックデコーダ18と、装置外部と
データの入出力を行なうための入力バッファ24および
出力バッファ26と、コラムアドレスバッファ4からの
内部列アドレス信号をデコードし、メモリセルアレイ1
における対応の列またはデータレジスタ回路14におけ
る対応のデータレジスタをIOゲート回路16を介して
選択して入力バッファ24および出力バッファ26へ接
続するための信号を発生するコラムデコーダ20と、入
力バッファ24および出力バッファ26の能動化/不能
動化を外部から与えられるライトイネーブル信号/WE
およびコラムアドレスストローブ信号/CASに応答し
て制御するリード/ライト制御回路28を含む。
【0022】転送ゲート回路12およびデータレジスタ
回路14はメモリセルアレイのブロックB#1〜B#4
に対応してそれぞれブロックに分割される。
【0023】CDRAMはさらに、外部から与えられる
キャッシュヒット/ミス信号CHに応答してコラムアド
レスバッファ4からのたとえば下位2ビットである列ア
ドレス信号をブロック選択信号としてブロックデコーダ
18へ伝達するゲート回路22を含む。ブロックデコー
ダ18は、キャッシュヒット/ミス信号CHが“L”の
キャッシュミスを示すとき活性化され、与えられたブロ
ックアドレス信号をデコードしてメモリセルアレイ1に
おける対応のメモリセルブロックを選択し、この選択さ
れたメモリセルブロックとこの選択されたメモリセルア
レイブロックに対応するデータレジスタとの間でのデー
タ転送を行なうために転送ゲート回路12をブロック単
位で駆動する。
【0024】図76は図75に示す半導体記憶装置の要
部の構成を示す図である。図76においては、2つのメ
モリブロックB#1およびB#2の境界領域部分の構成
を示す。
【0025】図76において、センスアンプ群10は、
メモリブロックB#1の各ビット線対BL、/BLに対
して設けられるセンスアンプSA#1と、メモリブロッ
クB#2のビット線対BL、/BLそれぞれに対して設
けられるセンスアンプSA#2を含む。センスアンプS
A#1およびSA#2は、活性化時において、対応のビ
ット線対BL、/BL上の信号を差動的に増幅しかつラ
ッチする。
【0026】データレジスタ回路14は、メモリブロッ
クB#1のビット線対BL、/BLそれぞれに対応して
設けられ、転送ゲートDT#1を介して与えられたデー
タをラッチするレジスタDR#1と、メモリブロックB
#2のビット線対BL、/BLそれぞれ上のデータを転
送ゲートDT#2を介して受けて格納するレジスタDR
#2を含む。データレジスタDR(#1および#2)は
インバータラッチ回路の構成を備える。
【0027】IOゲート回路16は、メモリブロックB
#1およびB#2のビット線対BL、/BLそれぞれに
対応して設けられ、コラムデコーダ20からの列選択信
号に応答して対応のビット線対BL、/BLを内部デー
タ伝達線対IOへ接続するIOゲートTGを含む。IO
ゲートTGは、メモリブロックB#1およびB#2のビ
ット線対BL、/BLを転送ゲート回路12およびデー
タレジスタ回路14を介して内部データ伝達線対IOへ
接続する。したがって、IOゲートTGは、転送ゲート
回路12がオフ状態(遮断状態)の場合にはデータレジ
スタ回路14に含まれるデータレジスタを内部データ伝
達線対IOへ接続する。次に、図77に示す動作波形図
を参照して、この図75および図76に示す半導体記憶
装置の動作について説明する。
【0028】図75に示す半導体記憶装置は、外部処理
装置としてのCPUと、CPUからの要求に従って半導
体記憶装置へのアクセスを制御するコントローラとを含
むシステムにおいて用いられる。コントローラは、デー
タレジスタ回路14に格納されたデータのタグアドレス
を格納するタグメモリと、CPUからのアドレス(CP
Uアドレス)のタグアドレスに対応する部分とタグメモ
リに格納されたタグアドレスとの一致/不一致を判別
し、この判別結果に従ってキャッシュヒット/キャッシ
ュミスを示す信号CHを発生する比較回路と、この比較
回路の判別結果に従って半導体記憶装置へのアドレスの
供給およびアクセスを制御する制御回路(ステートマシ
ンおよびアドレスマルチプレクサ)を含む。
【0029】CPUからは、システムクロックに同期し
てアドレスが供給される。外部に設けられたコントロー
ラが、このCPUアドレスがデータレジスタ回路14に
格納されたデータを指定している場合には、キャッシュ
ヒット信号CHを活性状態の“H”に設定する。このと
き、ロウアドレスストローブ信号/RASが活性状態の
“L”の状態にある場合には、外部コントローラはコラ
ムアドレスストローブ信号/CASをトグルするととも
にCPUアドレスから列アドレスCAを抽出して半導体
記憶装置へ与える。
【0030】半導体記憶装置では、与えられた列アドレ
ス信号CAをコラムアドレスバッファ4が取込み内部列
アドレス信号を発生してコラムデコーダ20へ与える。
キャッシュヒット信号CHが“H”にあるためゲート回
路22の出力は“L”であり、ブロックデコーダ18は
デスエーブル状態(またはブロックアドレスの伝達禁
止)であり、ブロック選択動作は実行されない。この場
合、コラムデコーダ20により列選択動作が行なわれ、
対応のデータレジスタが内部データ線対IOへ接続さ
れ、この選択されたデータレジスタへのデータの書込ま
たはデータの読出しが実行される。データを書込むかデ
ータを読出すかはライトイネーブル信号/WEにより決
定される。
【0031】CPUが要求するデータがデータレジスタ
回路14に格納されている間は、キャッシュヒット信号
CHが“H”であり、列アドレス信号CAに従ってデー
タレジスタ回路14の対応のデータレジスタの選択が行
なわれる。
【0032】CPUアドレスがデータレジスタ回路14
に格納されたデータを指定していない場合には、キャッ
シュヒット信号CHが“L”の状態にある。キャッシュ
ミス時においては、外部コントローラは信号/RASお
よび/CASを一旦“H”の状態に立上げた後、まずロ
ウアドレスストローブ信号/RASを“L”に立下げる
とともに、CPUアドレスから行アドレス信号RAを抽
出して半導体記憶装置へ与える。
【0033】半導体記憶装置において、この与えられた
行アドレス信号RAに従ってロウアドレスバッファ2、
ロウデコーダ6およびワードドライバ8によりメモリセ
ルアレイ1における行選択動作が実行され、選択された
行に接続されるメモリセルのデータがセンスアンプ群1
0により検知および増幅されかつラッチされる。次いで
コラムアドレスストローブ信号/CASが“L”に立下
げられるとともに、CPUアドレスから列アドレス信号
CAが抽出されて半導体記憶装置へ与えられる。半導体
記憶装置において、キャッシュヒット信号CHが“L”
であるため、ブロックデコーダ18が活性化され、この
与えられた列アドレス信号のうちブロックアドレス信号
がブロックデコーダ18へ与えられる。
【0034】ブロックデコーダ18はこのブロックアド
レスをデコードし、ブロックアドレスが示すメモリブロ
ックに対して設けられた転送ゲートをすべてオン状態と
する。これにより、選択されたメモリブロックにおいて
センスアンプSAによりラッチされていたデータが転送
ゲートを介してデータレジスタDR(#1または#2)
へ伝達される。これと並行して、コラムデコーダ20が
列選択動作を行ない、IOゲート回路16に含まれるI
OゲートTGを導通状態とし、データレジスタDRを内
部データ伝達線対IOへ接続する。
【0035】以降、このメモリアレイ1において行を選
択状態とした状態で、キャッシュヒットが続けば、コラ
ムデコーダ20によりデータレジスタDR(#1または
#2)が選択されてアクセスされる。
【0036】上述のように、メモリアレイをブロックに
分割し、各ブロック単位でデータレジスタを駆動するこ
とにより、データレジスタをキャッシュとして利用する
ことができる。この場合、図78に示すように、各メモ
リアレイブロックB#1〜B#4それぞれに対応して設
けられたデータレジスタDR#1〜DR#4は異なる行
のデータを格納することができ、キャッシュヒット率を
大きくすることができるとともに、キャッシュのブロッ
クサイズをメモリブロックに含まれる列の数と同数とす
ることができ、適切な大きさのキャッシュブロックサイ
ズを実現することができる。
【0037】
【発明が解決しようとする課題】上述のような半導体記
憶装置では、DRAMアレイをメインメモリとし、デー
タレジスタ回路をキャッシュとして利用することができ
る。メインメモリとキャッシュとの間のデータ転送はブ
ロック単位で実行されるため、高速でデータ転送を行な
うことができる。
【0038】今、上述のような半導体記憶装置、すなわ
ち、CDRAMをグラフィックデータ処理用途に利用す
ることを考える。
【0039】図79は一般的なグラフィックデータ処理
システムの構成を示す図である。図79において、シス
テムは、処理装置としてのCPU30と、CDRAM3
2と、表示装置としてのCRT34と、CDRAM32
とCRT34との間のデータ転送を制御するためのCR
Tコントローラ36を含む。CPU30、CDRAM3
2およびCRT34は内部データバス38に接続され
る。データ転送は内部データバス38を介して実行され
る。
【0040】CDRAM32は、表示されるべきグラフ
ィックデータと、表示されないCPU30のみが利用す
るデータ両者を格納する。グラフィックデータをCRT
34に表示する場合にはCRTコントローラ36の制御
の下にCDRAM32とCRT34との間でのデータ転
送が実行される。CDRAM32から読出されたデータ
がデータバス38を介してCRT34へ与えられ、そこ
で図示しない表示装置の表示画面上に表示される。
【0041】CDRAM32が格納するデータに対しあ
る処理を施す場合にはCPU30がCDRAM32へア
クセスする。この場合、キャッシュヒット/キャッシュ
ミスの判定結果に従ってCPU30はCDRAM32へ
高速でアクセスすることができ、高速でデータの処理を
行なうことができる。CPU30がアクセスするデータ
は、CDRAM32のキャッシュ領域へ格納するのが好
ましい。今、CRTコントローラ36がCDRM32の
メモリアレイ1内のデータを読出してCRT34へ伝
え、そこで表示する動作を行なう場合を考える。
【0042】この場合、上述のような構成のCDRAM
においては、CRTコントローラ36の制御の下に行選
択動作および列選択動作を行なう必要がある。メモリア
レイ1内のデータはデータレジスタ回路14を介して読
出される。したがって、この場合には、キャッシュ用途
のためにデータレジスタ回路に格納されていたデータが
CRT34に表示するためのデータで書換えられてしま
う。また逆に、ビデオカメラ(図示せず)などから発生
された画像データをCDRAM32へ書込むことを考え
ると、この場合においてもCDRAM32のメインメモ
リへのデータの書込のためにはデータレジスタ回路14
に格納されたキャッシュデータが与えられた画像データ
により書換えられてしまう。
【0043】したがって、上述のようなCDRAMにお
いては、キャッシュ用データを変更することなくメイン
メモリのデータの読出および書込を行なうことができな
くなり、CDRAM内において、グラフィックデータと
アプリケーションプログラミングなどの表示されないデ
ータとの両者を格納するのが困難であるという問題があ
った。
【0044】また、従来のCDRAMの構成の場合、大
記憶容量のDRAMメインメモリを利用する場合、ブロ
ック分割構成が用いられる。この場合、図76または図
78に示すメモリアレイを1つのブロックとするブロッ
ク構成が利用される。ブロック分割構成の場合、選択さ
れたワード線を含むブロックのみが活性化される。残り
のブロックは不活性状態を維持する。したがって利用す
ることのできるデータレジスタの数も応じて少なくな
り、キャッシュの利用効率が低下する。
【0045】さらに、図76に示すCDRAMの構成の
様に、データレジスタが1行しか設けられていない場合
には、マッピング方式としてはダイレクトマッピング方
式しか実現することができない。セットアソシャティブ
方式のマッピングを実現するためにはデータレジスタを
複数行設ける必要がある。ダイレクトマッピング方式お
よびセットアソシャティブ方式いずれにも対応すること
はできない。一方のマッピング方式のみを実現すること
ができるだけである。
【0046】また上述の構成のCDRAMの場合、DR
AMアレイからデータレジスタのデータ転送と並行して
1ビットのデータレジスタへのアクセスを行なうことが
できる。しかしながら、通常のデュアルポートビデオR
AMのように、DRAM部分とSRAM部分とを独立に
駆動し、SRAMアレイへのアクセス時にこのアクセス
操作と並行してこのアクセスに悪影響を及ぼすことなく
DRAM部分へアクセスすることはできない。
【0047】それゆえ、この発明の目的は高速でデータ
の読出および書込を行なうことのできる新規な構成のC
DRAMを提供することである。
【0048】この発明の他の目的はグラフィックデータ
処理用途に特に適したCDRAMを提供することであ
る。
【0049】この発明のさらに他の目的は、キャッシュ
データに影響を及ぼすことなくDRAMに対しデータの
書込および読出を行なうことのできるCDRAMを提供
することである。
【0050】この発明のさらに他の目的は、高速動作す
るメモリシステムを構築することのできるCDRAMを
提供することである。
【0051】この発明のさらに他の目的は、通常動作モ
ード時にもセルフリフレッシュを実行することのできる
半導体記憶装置を提供することである。
【0052】この発明のさらに他の目的は、容易に特殊
テストモードを設定することのできるCDRAMを提供
することである。
【0053】この発明のさらに他の目的は、高速かつ効
率的にSRAMアレイとDRAMアレイとの間でデータ
転送を行なうことのできるCDRAMを提供することで
ある。
【0054】
【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体記
憶装置は、行および列のマトリックス状に配列された複
数のダイナミック型メモリセルを含むDRAMアレイ
と、行および列のマトリックス状に配列された複数のス
タティック型メモリセルを含むSRAMアレイと、DR
AMアレイの選択された複数のメモリセルとSRAMア
レイの選択された複数のメモリセルとの間でのデータ転
送を同時に行なうためのデータ転送手段とを含む。この
発明に係る半導体記憶装置はさらにDRAMアレイに関
連する動作の制御とSRAMアレイに関連する動作の制
御とを独立に実行する制御手段と、データ転送手段へ直
接外部からアクセスする手段とを備える。
【0055】すなわち、請求項1に係る半導体記憶装置
は、DRAMアレイと、SRAMアレイと、DRAMア
レイにおいて複数のメモリセルを同じに選択する第1の
選択手段と、SRAMアレイにおいて複数のメモリセル
を同じに選択する第2の選択手段と、DRAMアレイの
選択メモリセルとSRAMアレイの選択メモリセルとの
間で同時にデータ転送を行うデータ転送手段とを含む。
このデータ転送手段は、与えられたデータを一時的に格
納するための複数のラッチ手段を含みかつDRAMアレ
イへデータを転送するための書込み転送手段と、複数の
ラッチ手段各々に対応して設けられ、ラッチ手段からD
RAMアレイへのデータの転送に対しマスクをかけるた
めのマスク手段とを含む。
【0056】請求項2に係る半導体記憶装置は、DRA
Mアレイと、SRAMアレイと、DRAMアレイにおい
て複数のメモリセルを同じに選択する第1の選択手段
と、SRAMアレイにおいて複数のメモリセルを同じに
選択する第2の選択手段と、DRAMアレイの選択メモ
リセルとSRAMアレイの選択メモリセルとの間で同時
にデータ転送を行うデータ転送手段とを含む。このデー
タ転送手段が、与えられたデータを一時的に格納するた
めの複数のラッチ手段と、このラッチ手段に格納された
データを同時に転送するためのバッファ手段と、このバ
ッファ手段からDRAMアレイへのデータ転送に対しマ
スクをかけるか否かを示すマスクデータを格納するため
の一時マスクレジスタ手段と、ラッチ手段からバッファ
手段へのデータ転送と同期して一時マスクレジスタ手段
からマスクデータを受け、このバッファ手段からのDR
AMアレイへの一括データ転送時においてデータビット
に対しマスクをかけるためのマスタマスクレジスタ手段
と、ラッチ手段がSRAMアレイからのデータを受ける
かまたは外部からの書込データを受けるかのいずれかを
示す動作モード指示に応答して、一時マスクレジスタ手
段のマスクデータの値を設定する制御手段とを含む。
【0057】請求項3に係る半導体記憶装置は、行およ
び列のマトリックス状に配列されたダイナミック型メモ
リセルを含むDRAMアレイと、行および列のマトリッ
クス状に配列された複数のスタティック型メモリセルを
含むSRAMアレイと、DRAMアレイの複数のメモリ
セルへ同時にデータを転送するためのライト転送手段
と、このライト転送手段のDRAMアレイへの複数ビッ
トのデータ転送に対し各ビットごとにマスクをかけるた
めのマスクデータを格納するとともにこのマスクデータ
に従ってデータ転送に対しマスクをかけるためのマスク
データレジスタ手段を含むデータ転送手段と、電源投入
に応答して、このマスクデータレジスタのマスクデータ
をすべてデータ転送に対しマスクをかけるセット状態に
設定するための制御手段を含む。
【0058】請求項4に係る半導体記憶装置は、請求項
3に係る半導体記憶装置がさらに、電源投入に応答して
周辺回路を所定回数初期化するとともにこの所定回数の
初期化の後制御手段を活性化する手段を含む。
【0059】請求項5に係る半導体記憶装置は、複数の
ダイナミック型メモリセルを含むDRAMアレイと、複
数のスタティック型メモリセルを含むSRAMアレイ
と、DRAMアレイからSRAMアレイへのデータ転送
を行なうための第1の転送手段と、SRAMアレイから
DRAMアレイへのデータ転送を行なうための第2の転
送手段とを含む。第1および第2の転送手段は、それぞ
れ、少なくとも2段の直列に接続されたラッチ手段を含
む。
【0060】請求項5に係る半導体記憶装置はさらに、
第1の転送指示に応答して、DRAMアレイから第1の
転送手段へのデータ転送を行ないかつ第2の転送手段内
のラッチ手段間でのデータ転送を行なうための第1の転
送制御手段と、第2の転送指示に応答して、DRAMア
レイから第1の転送手段へのデータ転送を行ないかつ第
2の転送手段のラッチ間のデータの転送を禁止する第2
の転送制御手段を備える。
【0061】請求項6に係る半導体記憶装置は、複数の
ダイナミック型メモリセルを含むDRAMアレイと、複
数のスタティック型メモリセルを含むSRAMアレイ
と、DRAMアレイからSRAMアレイへのデータ転送
を行なうための第1の転送手段と、SRAMアレイから
DRAMアレイへのデータ転送を行なうための第2の転
送手段とを含む。第1および第2の転送手段の各々は、
少なくとも2段の直列に接続されたラッチ手段を含む。
【0062】請求項6に係る半導体記憶装置はさらに、
第1の転送指示に応答してSRAMアレイから第2の転
送手段の1つのラッチ手段へデータ転送を行なうための
第1の転送制御手段と、第2の転送指示に応答してSR
AMアレイから第2の転送手段の複数のラッチ手段へデ
ータを転送するための第2の転送制御手段とを備える。
【0063】請求項7に係る半導体記憶装置は、請求項
5または6の半導体記憶装置における第2の転送手段
が、N段のファースト・イン・ファースト・アウト型記
憶手段を備える。ここで、Nは2以上の自然数である。
【0064】
【作用】要約すれば、この発明による半導体記憶装置に
おいては、DRAMアレイとSRAMアレイとを互いに
独立に駆動するため、DRAMのページモードを利用し
たDRAMアレイとSRAMアレイとの間のデータ転送
を行なうことができ、かつデータ転送手段への直接アク
セスすなわちSRAMアレイを介さずにデータの書込お
よび読出をデータ転送手段へ対して行なうことができる
ため、SRAMアレイに格納されたキャッシュデータへ
影響を及ぼすことなくDRAMアレイ内のデータの書込
および読出を行なうことができ、DRAMアレイにグラ
フィックデータとキャッシュデータとをともに格納する
ことができる。
【0065】具体的に、請求項1に係る発明に従えば、
DRAMアレイとSRAMアレイとの間でデータ転送を
行うデータ転送手段が、複数のラッチ手段を含むライト
転送手段と、このライト転送手段それぞれのラッチ手段
に対するマスクをかけるためのマスク手段とを備えてお
り、これにより外部からデータ転送手段に書込まれたデ
ータのみを確実にDRAMアレイへ転送することができ
る。
【0066】請求項2に係る発明に従えば、DRAMア
レイとSRAMアレイの選択メモリセル間でのデータ転
送を行うデータ転送手段が、一時ラッチとバッファ手段
とを備え、またこのラッチ手段に格納されたデータにマ
スクをかけるためのマスク手段が一時マスクレジスタと
マスタマスクレジスタとを備えており、両者が同期的に
動作するため確実にDRAMアレイへのデータ転送に対
しマスクをかけることができるとともにSRAMアレイ
からDRAMアレイへのデータ転送時にはマスクをかけ
ることなくすべてのデータを転送することができる。こ
れにより外部からのデータ転送手段への直接アクセス時
のDRAMアレイへのデータ転送およびSRAMアレイ
からDRAMアレイへのデータ転送をともに確実に行な
うことが保証される。
【0067】請求項3に係る半導体記憶装置において
は、電源投入後マスクデータを確実にすべてセット状態
とすることができ、DRAMアレイへ不安定なデータが
書込まれるのを防止することができる。
【0068】請求項4に係る発明に従えば、請求項3に
係る半導体記憶装置において、周辺回路を初期状態にリ
セットする内部サイクルの完了後マスクデータレジスタ
のマスクデータをセット状態に設定することができ、確
実にマスクデータをセット状態に設定することができ
る。
【0069】請求項5に係る発明では、DRAMアレイ
から第1のデータ転送手段へのデータ転送時に同時にS
RAMアレイへデータを転送するための第2の転送手段
においてラッチ手段のデータ転送が選択的に実行され
る。これにより、第2の転送手段をラッチ状態とするこ
とにより、DRAMアレイからSRAMアレイへのデー
タ転送を行なう際に、SRAMアレイのデータをラッチ
手段に退避させて外部CPUが要求したデータをDRA
MアレイからSRAMアレイへ転送することができ、ま
たラッチ手段間のデータ転送を行なうことによりDRA
Mアレイの同一行へ連続してSRAMアレイからデータ
転送を行なうことができ、高速でデータ転送を行なうこ
とができるとともに、キャッシュミス率を低減すること
ができる。これにより「ページモード」でのデータ転送
と「ファーストコピーバックモード」とを両立させるこ
とができる。
【0070】請求項6に係る発明に従えば、SRAMア
レイからDRAMアレイへのデータ転送時、第2の転送
手段において選択的にラッチ間のデータ転送を行なって
いる。これによりDRAMアレイの選択行に応じて第2
の転送手段からDRAMアレイへのデータ転送の中断/
実行を行なうことができ、DRAMアレイにおける選択
行に応じて選択的にデータ転送をSRAMアレイからD
RAMアレイへ行なうことができ、高速かつ効率的にデ
ータ転送を行なうことができる。
【0071】請求項7に係る発明に従えば、第2のデー
タ転送手段がN段のファースト・イン・ファースト・ア
ウト型記憶手段を備えており、このN段の記憶手段にS
RAMアレイデータを順次格納することにより、SRA
Mアレイにおいてキャッシュミス時における転送ブロッ
クサイズを大きくすることができ、効率的にデータ転送
を行なうことができる。
【0072】
【実施例】[実施例1] 図1はこの発明の一実施例による半導体記憶装置の全体
の構成を示すブロック図である。この半導体記憶装置
は、DRAM部分とSRAM部分とを備え、かつSRA
M部分はキャッシュメモリとして利用されるため、以下
の説明においては、キャッシュ内蔵半導体記憶装置(C
DRAM)と称す。
【0073】図1において、CDRAM100は、行お
よび列のマトリックス状に配列された複数のダイナミッ
ク型メモリセルを備えるDRAMアレイ102と、行お
よび列のマトリックス状に配列された複数のスタティッ
ク型メモリセルを備えるSRAMアレイ104と、DR
AMアレイ102とSRAMアレイ104との間でのデ
ータ転送を行なうためのデータ転送回路106とを含
む。CDRAM100は、4ビット単位でデータの入出
力を行なう構成をとるため、DRAMアレイ102は、
4つのメモリプレーン102a、102b、102cお
よび102dを含む。DRAMアレイのメモリプレーン
102a〜102dはそれぞれ同時に入出力されるデー
タビットの異なるビットに対応する。
【0074】SRAMアレイ104も同様に、4つのメ
モリプレーン104a、104b、104c、および1
04dを含む。またこのDRAMアレイメモリプレーン
102a〜102dとSRAMアレイメモリプレーン1
04a〜104dとの間でそれぞれメモリプレーンごと
にデータの転送を行なうために、データ転送回路106
も4面106a、106b、106cおよび106dを
含む。
【0075】CDRAM100は、DRAMアレイを駆
動するために、外部から与えられるDRAM用アドレス
Ad0〜Ad11を受け、内部アドレスを発生するDR
AMアドレスバッファ108と、DRAMアドレスバッ
ファ108からの内部行アドレスROW0〜11を受
け、DRAMアレイ100における対応の行を選択する
ロウデコーダ110と、DRAMアドレスバッファから
の内部列アドレス信号のうち所定のビットすなわちコラ
ムブロックアドレスCol4〜9を受け、DRAMアレ
イにおいて複数の列(本実施例においては16ビットの
メモリセル)を同時に選択するコラムブロックデコーダ
112と、DRMAアレイにおいて選択されたメモリセ
ルのデータを検知増幅するセンスアンプおよびDRAM
アレイ102における選択されたメモリセルとデータ転
送回路との間でのデータ転送を行なうためのIOコント
ロールとを含む。図1においてはセンスアンプおよびI
Oコントロールを1つのブロック114で示す。
【0076】DRAMアドレスバッファ108が行アド
レスと列アドレスとをマルチプレクスして受ける。アド
レスAd0〜Ad3の4ビットのデータはデータ転送回
路におけるデータ転送モードおよびマスクをかける際の
マスクデータのセット/リセットを設定するためのコマ
ンドとして利用される。
【0077】CDRAM100は、さらに、外部から与
えられるSRAM用アドレス信号As0〜As11を受
け、内部アドレスを発生するSRAMアドレスバッファ
116と、SRAMアドレスバッファ116からのアド
レスAs4〜As11をデコードし、SRAMアレイ1
04の対応の行を選択するロウデコーダ118と、SR
AMアドレスバッファ116からの列アドレスAs0〜
As3をデコードし、SRAMアレイ104の対応の列
を選択するとともに、データ転送回路106における対
応の転送ゲートを選択するコラムデコーダ120と、S
RAMアレイ104において選択されたメモリセルのデ
ータを検知増幅するとともにコラムデコーダ120の出
力によりSRAMアレイ104の選択列および選択され
た転送ゲートを内部データバスへ接続するIO回路とを
含む。
【0078】SRAM用のセンスアンプおよびIO回路
はブロック122により示される。SRAMアレイ10
4の1行は16ビットを備える。SRAMアレイ104
において選択された1行の16ビットと16個の転送ゲ
ートを備えるデータ転送回路106との間でデータ転送
が同時に実行される。したがって、このCDRAMは、
メモリプレーン1つに対し16ビットのデータ転送、す
なわち合計64ビットのデータ転送を同時に実行する。
【0079】CDRAM100は、さらに、外部から与
えられるたとえばシステムクロックであるクロックKを
受け内部クロックを発生するためのKバッファ124
と、Kバッファ124からの内部クロックに対して外部
から与えられる制御信号CMdに従ってマスクをかける
ためのクロックマスク回路126と、クロックマスク回
路126からのクロック信号に同期して外部から与えら
れる制御信号RAS#、CAS#、およびDTD#を取
込み各信号の状態に従って必要な制御信号を発生するD
RAMコントロール回路128と、Kバッファ124か
らの内部クロック信号に対し外部から与えられる制御信
号CMsに従ってマスクをかけるクロックマスク回路1
30と、クロックマスク回路130からの内部クロック
信号に従って外部制御信号E#、WE#、CC1#およ
びCC2#を取込み各制御信号の状態の組合せに従って
データ転送回路106、SRAMアレイ104および後
に説明する入出力部の動作を制御するための制御信号を
発生するSRAMコントロール回路132と、外部から
与えられる制御信号G#に同期して活性化され内部デー
タバス123上のデータから外部読出データを生成する
メインアンプ回路138と、外部書込データをSRAM
コントロール回路132の制御の下にクロック信号に同
期して外部書込データを取込み内部書込データを生成す
るDinバッファ回路134と、外部から与えられるマ
スクデータを取込みDinバッファ回路134から内部
データ線123への書込データの伝達に対しマスクをか
けるためのマスクセット回路136を含む。マスクセッ
ト回路136はまたSRAMコントロール回路132の
制御の下にクロック信号に同期してマスクデータの取込
み行なう。
【0080】CDRAM100は、データ入出力の構成
を変更することかできる。入力データ(書込データ)D
と出力データQとを別々のピン端子を介して伝達するD
Q分離構成と、書込データDおよび読出データ(出力デ
ータ)Qを同一のピン端子を介して伝達するマスクトラ
イトモードを備える。書込データに対しマスクをかける
ことのできるのはデータ入力とデータ出力とが同一のピ
ン端子を介して行なわれるマスクライトモードである。
DQ分離配置において書込データD0〜D3が与えられ
るピン端子がマスクトライトモード時におけるマスクデ
ータ(マスクイネーブル)M0〜M3を受けるためのピ
ン端子として用いられる。このピン端子の設定は、図面
の煩雑化を避けるために明確には示していないが後に説
明するコマンドレジスタにより実行される。
【0081】[外部制御信号の定義] 図1に示すCDRAM100は、データの入力および外
部制御信号の取込みをすべて外部クロックKに同期して
実行する。外部からの制御信号はすべてパルス状に与え
られる。外部クロック信号の立上がりエッジにおける外
部制御信号の状態の組合せにより動作モードが決定され
る。外部制御信号G#の入力のみがクロックKと非同期
的に実行される。次に各外部制御信号について説明す
る。
【0082】マスタクロックK:マスタクロックKはC
DRAM100の基本的なタイミングすなわち入力信号
を取込むタイミングおよび動作クロック周波数を決定す
る。マスタクロックKの立上がりエッジまたは立下がり
エッジを基準として各必要とされる外部信号のタイミン
グパラメータ(ただし後に説明するG#は除く)が規定
される。
【0083】DRAM用クロックマスクCMd:このD
RAM用クロックマスクCMdは、Kバッファ124か
ら発生される内部DRAMマスタクロックの伝達を制御
する。DRAM用クロックマスクが外部クロックKの立
上がりエッジで活性状態にあれば、次のクロックサイク
ルにおける内部DRAM用マスタクロックの発生が停止
される。これにより次のサイクルにおけるDRAM部の
制御信号を取込む動作が行なわれずDRAM部における
消費電力が低減される。
【0084】ロウアドレスストローブRAS#:このロ
ウアドレスストローブRAS#はマスタクロックKとと
もに用いられ(ただし、そのときの信号CMd、CAS
#、DTD#の状態に依存する)、DRAM部分を活性
化する。すなわちDRAM用ロウアドレスのラッチおよ
びDRAMアレイ102における行の選択またDRAM
部分を初期状態に設定するプリチャージサイクルの開
始、DRAMアレイとデータ転送回路との間のデータ転
送、コマンドレジスタへのデータの設定、オートリフレ
ッシュサイクルの開始、DRAM NOPサイクルの生
成およびDRAM部分の動作停止(パワーダウン)など
を実行するために利用される。すなわちロウアドレスス
トローブRAS#は、DRAM部分における基本動作サ
イクルを決定する。
【0085】コラムアドレスストローブCAS#:コラ
ムアドレスストローブCAS#はマスタクロックKとと
もに用いられてDRAM用コラムアドレスをラッチする
ために用いられる。DRAMアクセスサイクルにおいて
先にロウアドレスストローブRAS#が与えられている
とき、次に与えられるコラムアドレスストローブCAS
#によりDRAMアレイへのデータ転送回路からのデー
タの転送またはDRAMアレイからデータ転送回路への
データ転送が後に説明する制御信号DTD#に従って実
行される。
【0086】データ転送指示DTD#:データ転送指示
DTD#はDRAMアレイ102とデータ転送回路10
6との間のデータの転送およびその方向を決定する。先
のサイクルにおいてロウアドレスストローブRAS#が
“L”のとき、コラムアドレスストローブCAS#およ
びデータ転送指示DTD#がマスタクロックKの立上が
りエッジでともに“L”であればデータ転送回路からD
RAMアレイへのデータ転送を行なうDRAMライト転
送サイクルが実行される。一方、データ転送指示DTD
#が“H”であれば、DRAMアレイからデータ転送回
路へのデータ転送が実行される。ロウアドレスストロー
ブRAS#と同期してデータ転送指示DTD#が“L”
に立下がれば、DRAMはプリチャージモードに入り、
このプリチャージサイクルが完了するまですべてのDR
AM部分へのアクセス動作を禁止する。
【0087】DRAM用アドレスAd0〜Ad11:D
RAMアレイ102は16M(メガ)ビットの記憶容量
を備える。1つのDRAMメモリプレーンは4K行×6
4列×16ブロックの構成を備える。1ブロックが64
列を含む。DRAMアドレスAd0〜Ad11は、DR
AM行アドレスとDRAM列アドレスとがマルチプレク
スして与えられる。マスタクロックKの立上がりエッジ
でロウアドレスストローブRAS#が“L”であれば、
DRAMアドレスAd0〜Ad11がロウアドレスとし
て取込まれ、DRAMアレイの行を指定する。
【0088】一方、マスタクロックKの立上がりエッジ
でコラムアドレスストローブCAS#が“L”にあれ
ば、DRAM用アドレスAd4〜Ad9はDRAMアレ
イにおける16ビットのメモリセル(16ブロックそれ
ぞれから1ビット)を指定するブロックアドレスとして
用いられる。またマスタクロックKの立上がりエッジで
ロウアドレスストローブRASが“L”であれば、リフ
レッシュが指示された場合のリフレッシュアドレスを指
定してもよい。
【0089】SRAMクロックマスクCMs:SRAM
クロックマスクは、内部SRAMマスタクロック(Kバ
ッファ124から発生される)の伝達を制御する。SR
AMクロックマスクがマスタクロックKの立上がりエッ
ジで活性状態にあれば、内部SRAMマスタクロックは
次のサイクルでは停止され、SRAM部分はその前のサ
イクルの状態を維持する。SRAMクロックマスクはま
た同じ入出力データを連続的に維持するためにも利用さ
れる。
【0090】チップイネーブルE#:チップイネーブル
E#はSRAM部分の動作を制御する。チップイネーブ
ルE#がマスタクロックKの立上がりエッジで“H”で
あれば、そのサイクルにおいてSRAM部分は非選択状
態(スタンバイ状態)にされる。マスタクロックKの立
上がりエッジでチップイネーブルE#が“L”(ただし
SRAMクロックマスクは前のサイクルにおいて
“L”)のとき、SRAM部分はそのサイクルにおいて
能動化される。出力イネーブル(後に説明する)G#が
“L”の場合には、チップイネーブルE#は出力インピ
ーダンスを制御するため、共通IO構成(共通DQモー
ド)におけるデータの書込および読出を行なうことがで
きる。
【0091】ライトイネーブルWE#:ライトイネーブ
ルWE#はSRAM部とデータ転送回路とに対するデー
タの書込および読出動作を制御する。マスタクロックK
の立上がりエッジでチップイネーブルE#が“L”であ
れば、“H”のライトイネーブルWE#によりデータ転
送回路からのデータの読出、SRAMアレイからのデー
タの読出および/またはSRAMアレイへのデータ転送
回路からのデータの転送が行なわれる(後に説明する制
御信号CC1#およびCC2#の状態により決定され
る)。またライトイネーブルWE#がこのとき“L”で
あれば、データ転送回路へのデータの書込、SRAMア
レイの選択されたメモリセルへのデータの書込、データ
転送回路へのSRAMアレイからのデータの転送のいず
れかが行なわれる(制御信号CC1#およびCC2#に
より決定される)。
【0092】制御クロックCC1#、CC2#:これら
の制御クロックCC1#およびCC2#はSRAM部分
へのアクセスとデータ転送回路へのアクセスを制御す
る。マスタクロックKの立上がりエッジでチップイネー
ブルE#が“L”のときこの制御クロックCC1#およ
びCC2#により行なわれるべきモードが決定される。
この動作モードについては後に詳細に説明するが以下に
簡単に説明する。
【0093】CC1#=CC2#=“L”;バッファリ
ード/ライト(WE#=H/L)サイクルが実行され、
データ転送回路からのデータの読出/データ転送回路へ
のデータの書込が実行される。
【0094】CC1#=“L”、かつCC2#=
“H”;バッファリード/ライト転送およびSRAMリ
ード/ライトサイクル(WE#=H/L)。このサイク
ルではデータ転送回路とSRAMアレイとの間でのデー
タ転送が行なわれ、かつSRAMアレイに対するデータ
の読出または書込が実行される。書込動作および読出動
作はライトイネーブルWE#の“H”および“L”によ
り決定される。
【0095】CC1#=“H”、CC2#=“L”,バ
ッファリード/ライト転送サイクル(WE#=H/L)
が実行される。SRAMアレイとデータ転送回路との間
でのデータ転送が実行される。
【0096】CC1#=CC2#=“H”;SRAMリ
ード/ライト(WE#=H/L)サイクルが行なわれ
る。SRAMアレイに対するデータの読出/書込動作が
実行される。
【0097】SRAMアドレスAs0〜As11:SR
AMアレイは各々256行16列に配列されたメモリセ
ルを含む4つのメモリプレーンを含む。SRAMアレイ
をキャッシュメモリとして利用する場合、キャッシュの
ブロックサイズは16×4(IOが4ビット)となる。
SRAMアドレスAs0〜As3は、1つのキャッシュ
ブロックにおいて1ビットを選択するブロックアドレス
として利用され、SRAMアドレスAs4〜As11
は、SRAMアレイにおける行を選択するためのロウア
ドレスとして用いられる。
【0098】出力イネーブルG#:出力イネーブルG#
のみは、マスタクロックKと非同期的に与えられる。出
力イネーブルG#が“H”となるとDQ分離モードおよ
び共通DQモードのいずれにおいても、出力はハイイン
ピーダンス状態となる。
【0099】入出力DQ0〜DQ3:入出力DQ0〜D
Q3は、コマンドレジスタにより共通DQモードが選択
された場合に、CDRAMのデータとなる。マスタクロ
ックKと非同期的に各データの状態が出力イネーブルG
#により制御される。データの出力は、コマンドレジス
タによりトランスペアレントモード、ラッチモードおよ
びレジスタモードのいずれかで行なわれる。トランスペ
アレントモードは、内部読出データそのサイクルにクロ
ック信号と非同期で出力されるモードである。ラッチモ
ードは、内部読出データが、クロック信号に同期して次
のサイクルに出力されるモードである。レジスタモード
は、内部読出データが1サイクル遅れてクロック信号に
同期して出力される動作モードである。
【0100】入力D0〜D3:DQ分離モードがコマン
ドレジスタにより設定された場合の入力データを示す。
ライトバッファサイクルまたはライトSRAMモードな
どのデータ書込時においては、入力データD0〜D3が
マスタクロックKの立上がりエッジでラッチされる。
【0101】マスクイネーブルM0〜M3:共通DQモ
ードがコマンドレジスタに設定された場合にイネーブル
される。マスクイネーブルM0〜M3は、入出力データ
DQ0〜DQ3に対応しており、対応のDQビットに対
しマスクをかけるか否かを決定する。マスクデータの設
定はマスタクロックKの立上がりエッジにおけるマスク
イネーブルM0〜M3の状態により決定される。それに
よりSRAMライトサイクルまたはバッファライトサイ
クル時のSRAMアレイへのデータの書込またはデータ
転送回路へのデータ書込時において所望の入力データに
対しマスクをかけることができる。
【0102】上述の制御信号の説明により明らかなよう
に、CDRAM100においては、DRAM部分に関連
する動作の制御とSRAM部分に関連する動作とはそれ
ぞれ別々に実行される。またデータ転送回路へ直接デー
タを書込むとともにそこからデータを直接読出すことも
できる。これにより、DRAM部分とSRAM部分とを
それぞれ独立に駆動することができ、制御が容易となる
とともに、DRAMのページモードなどの高速モードを
利用したデータ転送などを実現することができ、キャッ
シュミス時におけるアクセスタイムの短縮およびバース
トモードの実現などが得られる。
【0103】また。データ転送回路106へ直接外部か
らアクセスすることができるため、SRAMアレイ10
4に格納されたデータはこのデータ転送回路への外部か
らの直接アクセス時に何ら影響を受けないため、グラフ
ィックデータとキャッシュデータ(外部処理装置である
CPUが利用するデータ)とをDRAMアレイ102内
にともに格納することができる。
【0104】前述の図1において、データ転送回路10
6は16個の転送ゲートを含む。転送ゲートの各々は、
DRAMアレイ102からSRAMアレイまたは入出力
部へデータを伝達するためのリード転送バッファ140
と、SRAMアレイ104または内部データバス123
上の書込データを格納するテンポラリーレジスタ142
と、テンポラリーレジスタ142の格納データをDRA
Mアレイに転送するためのライト転送バッファ144
と、ライト転送バッファ144からDRAMアレイへの
データ転送に対しマスクをかけるためのマスクレジスタ
146を含む。また、図1においてCDRM100は、
接地電位Vssおよび電源電位Vccを受ける。電源電
位VccはそのままCDRAMの内部動作電源電圧とし
て利用されてもよく、内部で降圧された電源電圧が、内
部動作電源電圧として利用されてもよい。次に、CDR
AMが実現する各種動作について説明し、その後にCD
RAMの各部分の詳細構成について説明する。
【0105】図2は、SRAM部分に関連する動作を決
定するための制御信号の状態を一覧にして示す図であ
る。図2においてはマスタクロックKの立上がりエッジ
における各制御信号の状態とそのときに行なわれる動作
サイクル(モード)とを示す。図2において“X”は任
意の状態を示す。図2から明らかなように、SRAMア
レイに関連する動作を制御する場合、DRAMアレイに
関連する動作を制御するための制御信号CMd、RAS
#、CAS#およびDTD#の状態は任意である。SR
AMアレイに関連する動作の制御は図1に示すSRAM
コントロール回路132が行なうためである。SRAM
アレイに関連する部分の動作サイクルとしては、SRA
Mマスタクロックを1サイクル停止するSRAMパワー
ダウンサイクルと、出力部をハイインピーダンス状態に
設定するディセレクトSRAMサイクルと、SRAMア
レイからデータを読出すSRAMリードサイクルと、S
RAMアレイへデータを書込むSRAMライトサイクル
を含む。
【0106】SRAM部に関連する動作として、さらに
SRAMアレイとデータ転送回路との間でデータ転送を
行なうためのバッファリードトランスファサイクル、バ
ッファリードトランスファおよびリードサイクル、バッ
ファライトトランスファおよびライトサイクル、データ
転送回路へ直接アクセスするバッファリードサイクルお
よびバッファライトサイクルがある。次に、この図2に
一覧にして示す各動作サイクルについて説明する。
【0107】[SRAM系] [SRAMパワーダウン] SRAMパワーダウンサイクルにおいては、1サイクル
期間SRAMマスタクロックが停止される。SRAMコ
ントロール回路132におけるクロックに同期した制御
信号の取込みが行なわれない。SRAMセンスアンプは
その前のサイクルの状態を維持する。出力バッファはそ
のときの状態を維持する。連続的にデータを出力し続け
ることができる。
【0108】SRAMパワーダウンサイクルのために
は、SRAMクロックマスクCMsをマスタクロックK
の立上がりエッジで“H”に設定する。次のクロックサ
イクルにおいてSRAMはSRAMパワーダウンサイク
ルに入る。マスタクロックKの立上がりエッジでSRA
MクロックマスクCMsが“L”であり、次のサイクル
のマスタクロックKの立上がりエッジでチップイネーブ
ルE#を“L”、ライトイネーブルWE#、制御クロッ
クCC1#およびCC2#をともに“H”に設定すれ
ば、SRAMリードモードが設定される。この場合、次
のマスタクロックKの立上がりエッジでSRAMのデー
タが読出される。この読出されたデータは、そのときS
RAMパワーダウンモードに入ると、持続的に出力され
る。
【0109】すなわち、図3において、マスタクロック
Kの第1サイクルにおいてSRAMクロックマスクCM
sを“H”に設定すると、次のマスタクロックKの第2
サイクルからSRAMパワーダウンモードに入る。マス
タクロックKの第1サイクルにおいてSRAMはまだパ
ワーダウンモードに入っていないため、そのときのチッ
プイネーブル信号E#、ライトイネーブルWE#、制御
クロックCC1#およびCC2#の状態の組合せにより
SRAMリードモードが指定され、そのときにSRAM
アドレスバッファ116へ与えられているSRAMアド
レスAs0〜As11に従ってSRAMアレイにおける
メモリセルの選択が行なわれ、該選択されたメモリセル
のデータがマスタクロックKの立上がりエッジで確定状
態となる。
【0110】マスタクロックKの第2サイクルからSR
Mはパワーダウンモードに入り、SRAMマスタクロッ
クが供給されないため、内部動作は中断し、その状態を
維持する。出力バッファ(メインアンプ)はこの場合次
のSRAMマスタクロックが与えられるまでこの状態を
維持するため、マスタクロックKの第2サイクルの立上
がりエッジにおいて確定したデータQ1が持続的に出力
される。
【0111】マスタクロックKの第4サイクルの立上が
りエッジでSRAMクロックマスクCMsを“L”に設
定することによりSRAMは次のマスタクロックKの第
5サイクルの立上がりエッジから始まるサイクルにおい
てパワーダウンモードから解放される。
【0112】マスタクロックKの第5サイクルの立上が
りエッジにおいてチップイネーブルE#、ライトイネー
ブルWE#および制御クロックCC1#およびCC2#
の状態の組合せにより再びSRAMリードサイクルが指
定される。マスタクロックKの第5サイクルにおいては
パワーダウンモードから解放されているため、それまで
同じデータをQ1を持続的に出力していた出力バッファ
(図1においてはメインアンプ)が、クロックKを与え
られることにより一旦出力ハイインピーダンス状態とな
る。出力データの出現タイミングは、前述のトランスペ
アレントモード、ラッチモード、およびレジスタモード
で異なる。
【0113】マスタクロックKの第5サイクルにおいて
与えられたSRAMアドレスAs0〜As11に従って
SRAMアレイのメモリセルの選択およびこの選択され
たメモリセルのデータの読出が行なわれる。
【0114】マスタクロックKの第6サイクルの立上が
りエッジで出力データQが確定状態となる。マスタクロ
ックKの第5サイクルの立上がりエッジにおいてSRA
MクロックマスクCMsは“H”であり、マスタクロッ
クKの第6サイクルが規定するサイクルはパワーダウン
モードとなる。したがって、出力データQ2が持続的に
出力される。この状態は、SRAMクロックマスクCM
sが“H”の状態にある限り持続される。マスタクロッ
クKの第13サイクルの立上がりエッジでSRAMクロ
ックマスクCMsを“L”に立下げることにより、マス
タクロックKの第14サイクルはパワーダウンモードか
ら解放される。それにより、出力データQがハイインピ
ーダンス状態となる。
【0115】上述のようにSRAMパワーダウンモード
を利用することにより、SRAM部分の動作を停止させ
ることができ、SRAM部分によるクロックKに同期し
た動作による電流消費を削減することができる。
【0116】[ディセレクトSRAM] ディセレクトSRAMは、出力バッファ(図1のメイン
アンプ138)を出力ハイインピーダンス状態に設定す
る。ディセレクトSRAMモードは、マスタクロックK
の立上がりエッジでSRAMクロックマスクCMsを
“L”に設定し、次のマスタクロックKの立上がりエッ
ジでチップイネーブルE#を“H”に設定する。これに
より次のサイクルからディセレクトSRAMモードに入
り、SRAMアレイのデータ転送およびデータ入出力は
すべてディスエーブル状態となり、出力ハイインピーダ
ンス状態となる。このディセレクトSRAMモードは、
SRAM部を非選択状態(不動作状態)として、出力イ
ンピーダンスをハイインピーダンス状態に設定すること
ができるため、データ読出動作からデータ書込動作への
変更時において前のサイクルで読出されたデータが誤っ
てSRAMアレイに書込まれたりまた新たに与えられた
書込データと読出データとの衝突による誤データの書込
を防止することができる。
【0117】図4に示す動作波形図において、マスタク
ロックKの第1サイクルの立上がりエッジでSRAMク
ロックマスクCMsは“L”である。このときチップイ
ネーブルE#が“L”であり、ライトイネーブルWE
#、制御クロックCC1#およびCC2#がすべて
“H”であるため、SRAMリードモードが指定され
る。マスタクロックKの第1サイクルで与えられたSR
AMアドレスAs0〜As11が取込まれ、このアドレ
ス(図4においてはC1として示す)に対応するメモリ
セルのデータQ1が読出される。
【0118】マスタクロックKの第2サイクルにおいて
チップイネーブルE#を“H”に立上げると、SRAM
はディセレクトSRAMモードに入る。この状態におい
ては、SRAM部は非選択状態となり、マスタクロック
Kの第3クロックにおいて出力はハイインピーダンス状
態となる。
【0119】チップイネーブルE#を“L”に立下げる
と、ディセレクトSRAMモードは解除され、そのとき
の他の制御信号WE#、CC1#およびCC2#の状態
に従ってSRAMリードモードが制御され、そのときに
与えられたSRAMアドレス(図4においてC2)に従
ったデータの読出が行なわれ、出力データQ2が与えら
れる。
【0120】マスタクロックKの第6サイクルにおいて
E#が“H”となると、このマスタクロックKの第5サ
イクルからSRAMはディセレクトSRAMモードに入
る。このチップイネーブルE#が“H”にある間(SR
AMクロックマスクCMsが“L”とする)、ディセレ
クトSRAMモードが持続され、出力ハイインピーダン
ス状態が維持される。
【0121】すなわちディセレクトSRAMモードにお
いては、SRAM部はマスタクロックKの1サイクル期
間非選択状態となる。
【0122】図5は、SRAMパワーダウンモードおよ
びディセレクトSRAMモードに関連する部分の構成を
示す図である。この図5に示す構成は、図1に示す構成
においてSRAMコントロール回路132およびクロッ
クマスク回路130のメインアンプ138の構成に対応
する。図5において、SRAMコントロール回路132
は、マスタクロックKを受け内部クロックKiを発生す
るKバッファ124と、内部クロックKiとSRAMク
ロックマスクCMsに応答してSRAMマスタクロック
SKを発生するマスク回路130を含む。
【0123】マスク回路130は、内部クロックKiに
応答してSRAMクロックマスクCMsを1クロックサ
イクル期間遅延させるシフトレジスタ152と、シフト
レジスタ152からのクロックマスクCMsRに応答し
て内部クロックKiを選択的に通過させるゲート回路1
64を含む。ゲート回路164は、たとえばpチャネル
MOSトランジスタからなる転送ゲートで構成される。
クロックマスクCMsRが“H”のとき、内部クロック
Kiの伝達を禁止する。ゲート回路164はロジックゲ
ートを用いて構成されてもよい。マスク回路130から
SRAMマスタクロックSKが発生される。
【0124】SRAMコントロール回路132は、SR
AM用クロックSKに応答してチップイネーブルE#を
ラッチするEバッファ154と、SRAMマスタクロッ
クSKとEバッファからの内部チップイネーブルEとに
応答してライトイネーブルWE#をラッチし内部ライト
イネーブルWEを発生するWEバッファ156と、内部
チップイネーブルEとSRAMマスタクロックSKとに
応答して制御クロックCC1#およびCC2#をラッチ
して内部制御クロックCC1およびCC2をそれぞれ発
生するCC1バッファ158およびCC2バッファ16
0を含む。
【0125】SRAMコントロール132はさらに、E
バッファ154からの内部チップイネーブルEに応答し
て活性化され、SRAMマスタクロックSKによりタイ
ミングが規定されてバッファ156,158および16
0から与えられたライトイネーブルWE、制御クロック
CC1およびCC2を受けてそれらの状態の組合せに従
って必要な制御信号を発生する制御信号発生回路166
を含む。
【0126】制御信号発生回路166からはSRAMア
レイをドライブするためのSRAMアレイドライブ用制
御信号とデータ転送回路を駆動するためのデータ転送ド
ライブ制御信号が発生される。SRAMアレイとデータ
転送回路との間のデータ転送時にはマスタクロックによ
りその転送期間が規定される。データを確実に転送する
ためである。
【0127】CDRAMはさらに、出力イネーブルG#
を受けて内部出力イネーブルGを発生するGバッファ1
62と、内部出力イネーブルGと制御信号発生回路16
6からの制御信号とに応答してメインアンプ138を制
御する出力制御回路168を含む。出力制御回路168
は図1に示す構成においてSRAMコントロール回路1
32に含まれる。出力制御回路168は、Gバッファ1
62からの内部出力イネーブルGと制御信号発生回路か
らのイネーブル信号E1とを受けるゲート回路176
と、ゲート回路176の出力とシフトレジスタ152か
らのクロックマスクCMsRを受けるゲート回路178
を含む。ゲート回路176は、その両入力に与えられた
信号がともに“L”のときに“H”の信号を発生する。
ゲート回路178は、少なくとも一方の入力が“H”と
なると“H”の信号を発生する。
【0128】メインアンプ138は、内部データバス1
23a(図1に示す内部データバス123のうちの1ビ
ットのデータ線)上の信号を反転するインバータ回路1
72と、出力制御回路168の出力に応答してイネーブ
ル状態とされる3状態インバータ回路170と、インバ
ータ回路174と、インバータ回路170の出力とイン
バータ回路174の入力とを内部クロックマスクCMs
Rにしたがって接続する接続ゲート173を含む。イン
バータ回路174の出力は3状態インバータ回路170
の入力に与えられる。クロックマスクCMsRが“H”
のときインバータ回路170とインバータ回路174と
がラッチ回路を構成する。
【0129】次に、動作について簡単に説明する。シフ
トレジスタ152からは1クロックサイクル遅れたクロ
ックマスクCMsRが出力される。この1クロックサイ
クル遅れたクロックマスクCMsRに従ってゲート回路
164が内部クロックKiを通過させる。したがって、
外部においてSRAMクロックマスクCMsが発生され
た場合、次のクロックサイクルにおいてSRAMマスタ
クロックSKのSRAMコントロール回路132への伝
達が禁止される。制御信号発生回路166はSRAMマ
スタクロックSKにより動作タイミングが規定されて、
必要な内部制御信号を発生する。またバッファ回路15
4、156、158および160は内部チップイネーブ
ルEとSRAMマスタクロックSKとに従って与えられ
たデータのラッチを実行している。SRAMマスタクロ
ックSKが与えられない場合には各バッファは新たなラ
ッチ動作を行なわない。
【0130】また同様にチップイネーブルEが発生され
ない場合にもバッファはそれぞれ動作しない。チップイ
ネーブルEが“H”の非選択状態を示している場合に
は、バッファ156、158および160は動作しな
い。このときまた制御信号発生回路166も動作しな
い。
【0131】SRAMマスタクロックSKがクロックマ
スクCMsによりマスクされるのはこのマスククロック
CMsが発生されてから次のサイクルである。したがっ
て外部においてSRAMクロックマスクCMsが与えら
れた場合、そのサイクルにおいては内部チップイネーブ
ルEおよびSRAMマスタクロックSKが発生されるた
め、与えられた制御信号に従った動作が実行される。次
のサイクルにおいては内部制御信号が発生されず、制御
信号発生回路166は前のサイクルの状態を維持する。
制御信号発生回路166はチップイネーブルEを所定時
間遅延させて内部チップイネーブルE1を発生する。こ
れにより出力タイミングが正確に設定される(SRMA
MマスタクロックSKによりこの発生タイミングは規定
されるためである)。
【0132】クロックマスクCMsRが“H”のとき、
3状態インバータ回路170は動作状態にあり、また接
続ゲート173も導通状態となる。これによりインバー
タ回路170および174によりラッチ回路が構成され
る。Gバッファ162の出力が活性状態の間インバータ
回路170および174により出力データDQは、同一
データを保持し続ける。チップイネーブルE#が“L”
に立下がると、内部チップイネーブルEも“L”に立下
がり制御信号発生回路166はチップイネーブルE1を
“H”に初期化した後再び所定時間経過後に“L”に立
下げる。したがって、クロックマスクCMsRが“L”
の場合、インバータ回路170が出力ハイインピーダン
ス状態となり、所定時間経過後に内部出力イネーブルG
が“L”であれば内部チップイネーブルE1に従ってイ
ンバータ回路170が動作状態とされ、新たな出力デー
タが現われる。
【0133】上述のように、また、クロックマスクCM
sRおよびチップイネーブルE#により出力のインピー
ダンス状態を設定することができる。
【0134】図6は、図5に示すバッファ回路の構成の
一例を示す図である。図6においては、図1に示され、
図5に示していないSRAMアドレスバッファの構成を
示す。バッファ156、158、および160は図6に
示すバッファと同じ構成を備える。図6において、バッ
ファ116は、SRAMマスタクロックSKにより出力
状態が決定される3状態インバータ回路7011と、イ
ンバータ回路7011の出力を受けるインバータ回路7
013と、内部チップイネーブルEに応答して、出力イ
ネーブル状態とされる3状態インバータ回路7014と
を含む。インバータ回路7013の出力はインバータ回
路7014の入力に接続される。インバータ回路701
4の出力はインバータ回路7013の入力に接続され
る。インバータ回路7013から内部アドレス信号in
t.Asが発生される。次に動作について簡単に説明す
る。
【0135】3状態インバータ回路7011は、内部S
RAMマスタクロックSKが“L”の状態のときに活性
状態とされ、外部から与えられるアドレスAsを反転し
て通過させる。SRAMマスタクロックSKが“H”の
ときにはインバータ回路7011は、出力ハイインピー
ダンス状態となる。したがって、このインバータ回路7
011は、SRAMマスタクロックSKの立上がりエッ
ジでそれまでに与えられていたアドレスAsを取込む。
【0136】インバータ回路7014は、内部チップイ
ネーブルEが“L”のチップ選択状態を示しているとき
にはイネーブル状態とされ、チップ非選択状態を示す
“H”にチップイネーブルEがあるときにはインバータ
回路7014は出力ハイインピーダンス状態となる。し
たがって、内部クロックSKの立上がりエッジにおいて
チップイネーブルEが“L”にあれば、インバータ回路
7011にそれまで与えられていたアドレスAsがその
インバータ回路7013および7014によりラッチさ
れ、内部SRAMアドレスが発生される。
【0137】図7は、図5に示すEバッファの構成を示
す図である。図7において、Eバッファ154は、電源
電位Vccにソースが接続され、そのゲートにSRAM
マスタクロックSKを受けるpチャネルMOSトランジ
スタTr700と、pチャネルMOSトランジスタTr
700のドレインにそのソースが接続され、そのゲート
にチップイネーブルE#を受けるpチャネルMOSトラ
ンジスタTr701と、そのゲートにチップイネーブル
E#を受け、そのドレインがMOSトランジスタTr7
01のドレインに接続されるnチャネルMOSトランジ
スタTr702と、そのドレインがMOSトランジスタ
Tr702のソースに接続され、そのソースが接地電位
Vssに接続され、そのゲートにSRAMマスタクロッ
クの反転信号/SKを受けるnチャネルMOSトランジ
スタTr703を含む。このEバッファ154は、SR
AMマスタクロックSKが“H”のときには出力ハイイ
ンピーダンス状態となり(トランジスタTr700およ
びTr703がともにオフ状態)、SRMマスタクロッ
クSKが“L”のときにはチップイネーブルE#を反転
して内部チップイネーブルEの反転信号/Eを発生す
る。これにより、SRAMマスタクロックSKにしたが
ってチップイネーブルE#を内部へ取込むことができ
る。
【0138】上述のようなSRAMコントロール回路お
よびメインアンプ回路138の構成を利用することによ
り、SRAMパワーダウンモードおよびディセレクトS
RAMモードを容易に実現することができる。
【0139】[SRAMリード] SRAMリードモードは、SRAMアレイからデータを
読出すモードである。この動作モードは、図8に示すよ
うに、マスタクロックKの立上がりエッジにおいてチッ
プイネーブルE#を“L”、ライトイネーブルW#、制
御クロックCC1#およびCC2#をともに“H”に設
定する。ここで、以下の説明においてはSRAMクロッ
クマスクCMsは、“L”にあると仮定する。このと
き、同時に取込まれたSRAMアドレスAs0〜As1
1にしたがってSRAMコントロール回路132(図1
参照)の制御の下にメモリセル選択動作が実行され、選
択されたSRAMアレイ内のメモリセルのデータが内部
データバス123(図1参照)上へ伝達される。このと
き出力イネーブルG#が“L”にあれば、次のクロック
信号の立上がりエッジにおいて確定データが出力され
る。SRAMは高速である。したがって各マスタクロッ
クKの立上がりエッジにおいてこのSRAMリードモー
ドを設定することにより次のクロックサイクルの立上が
りエッジで確定データが出力される(ただし出力イネー
ブルG#が“L”の場合)。
【0140】出力イネーブルG#を“H”に設定すれ
ば、メインアンプ回路138は、出力ハイインピーダン
ス状態となる。
【0141】図9はSRAMリードモード時におけるデ
ータの流れを示す図である。図1に示すSRAMロウデ
コーダ118に対応するドライブ118aが、SRAM
アドレスAs4〜As11をデコードしSRAMアレイ
104における1行を選択する。SRAMアレイ104
において1行には16ビットのメモリセルが接続され
る。この16ビットのうちの1つのメモリセルが、コラ
ムデコーダ120により選択される。コラムデコーダ1
20はSRAMアドレスAs0〜As3をデコードし、
16ビットのうちの1ビットのメモリセルを選択する。
SA+IOコントロール回路122はこのSRAMアレ
イ104において選択されたメモリセルのデータを読出
す。
【0142】[SRAMライト] SRAMライトモードは、SRAMアレイのメモリセル
へデータを書込む動作モードである。このSRAMライ
トモードのためには、図10に示すように、マスタクロ
ックKの立上がりエッジにおいてチップイネーブルE#
およびライトイネーブルWE#をともに“L”に設定し
かつ制御クロックCC1#およびCC2#をともに
“H”に設定する。この場合においても、前のサイクル
においてはSRAMクロックマスクCMsは“L”に設
定される。この条件は以降の説明においても同様であ
り、とくに断らない限りSRAMマスククロックCMs
は“L”に設定されているものとする。図10において
は、マスクデータM0〜M3が用いられており、共通D
Qピン配置の状態におけるSRAMリードモードとSR
AMライトモードにおける動作波形が示される。
【0143】図10において、マスタクロックKの第1
サイクルの立上がりエッジにおいてチップイネーブルE
#を“L”に設定し、ライトイネーブルWE#、および
制御クロックCC1#およびCC2#は“H”に設定す
ると、SRAMリードモードが設定される。出力イネー
ブルG#が“L”にあれば次のクロックKの立上がりで
データが読出される。
【0144】SRAMリードモードからSRAMライト
モードへ変換するために、マスタクロックKの第3サイ
クルの立上がりエッジでチップイネーブルE#を“H”
に立上げる。これによりSRAM部分に対するディセレ
クトSRAMモードが設定され、クロックKの第2サイ
クルにおいて指定されたSRAMメモリセルデータがマ
スタクロックKの第3クロックの立上がりエッジで確定
状態となった後に出力ハイインピーダンス状態となる。
【0145】マスタクロックKの第4サイクルにおいて
チップイネーブルE#およびライトイネーブルWE#を
ともに“L”に設定しかつ制御クロックCC1#および
CC2#を“H”に設定すると、SRAMライトモード
が設定される。このときに与えられていたSRAMアド
レスAs0〜As11が取込まれ、かつこのときの4ビ
ットのマスクデータM0〜M3(図10においてM3と
して示す)と内部書込データD3が取込まれる。マスク
データM3に従って書込データD3の所定のビットに対
し書込みマスクがかけられる。以降、このチップイネー
ブルE#およびライトイネーブルWE#が“L”にあ
り、制御クロックCC1#およびCC2#がともにマス
タクロックKの立上がりエッジで“H”にあればSRA
Mライトモードが繰返され、かつクロックのKの立上が
りエッジで書込データDおよびマスクデータMが取込ま
れ、データの書込が行なわれる。
【0146】マスタクロックKの第9サイクルにおいて
チップイネーブルE#は“L”、ライトイネーブルWE
#、制御クロックCC1#およびCC2#を“H”に設
定することによりSRAMリードモードが設定される。
出力イネーブルG#が“L”にあればマスタクロックK
の第10サイクルおよび第11サイクルの立上がりエッ
ジにおいてSRAMリードモードにおいて読出されたデ
ータQ8およびQ9がそれぞれ確定状態となる。マスタ
クロック12の立上がりエッジよりも先に出力イネーブ
ルG#を“H”とすると、ライトイネーブルWE#が
“H”にあれば、入出力ピンDQはハイインピーダンス
状態となる。
【0147】上述のように、SRAMアレイへのアクセ
スは高速であるため、データの書込もクロックKの1サ
イクルで完了する。
【0148】また、この図10に見られるように、ディ
セレクトSRAMモードを利用することにより、リード
動作からライト動作への切換時において、読出されたデ
ータ(Q2)が次のサイクルの書込データ(D3)に悪
影響を及ぼすことがなく確実なデータの書込を実行する
ことができる。
【0149】図11は、SRAMライトモード時におけ
るデータの流れを示す図である。図11において、ワー
ド線ドライブ回路118aが駆動され、SRAMアレイ
109における行選択動作を実行し、コラムデコーダ1
20がまた動作し、SRAMアレイ104の1つのメモ
リセルを選択する。この選択されたSRAMアレイ10
4内のメモリセルへブロック122を介してデータが書
込まれる。
【0150】図9および図11に示すようにSRAMリ
ードモードおよびSRAMライトモードにおいては、デ
ータ転送回路およびDRAMアレイの動作と無関係にS
RAMアレイへのデータの書込みおよびSRAMアレイ
からのデータの読出しが実行されている。したがって、
SRAMアレイへのアクセス時において、これと並行し
てデータ転送回路とDRAMアレイとの間のデータ転送
を実行することができる。図1に示すようにDRAMコ
ントロール回路128とSRAMコントロール回路13
2とが別々に設けられているために、このような動作を
実行することができる。
【0151】[バッファリードトランスファ] バッファリードトランスファモードは、リード転送バッ
ファからSRAMへデータを転送するモードである。こ
のモードにおいては、データ転送回路から16ビットの
データが同時にSRAMアレイへ転送される。図12に
示すように、バッファリードトランスファモードは、マ
スタクロックKの立上がりエッジにおいてチップイネー
ブルE#および制御クロックCC2#を“L”に、ライ
トイネーブルWE#および制御クロックCC1#を
“H”に設定することにより実現される。図12におい
ては他の動作モードをも併せて示す。
【0152】バッファリードトランスファモードにおい
ては、そのときに与えられるSRAMアドレスAs0〜
As3を“L”に設定することにより、このデータ転送
動作が保証される。すなわち、このSRAM列アドレス
ビットAs0〜As3を“L”に設定することにより、
16ビットの一括データ転送動作が保証される。次に、
図12を参照してこのバッファリードトランスファモー
ドの動作を、他の動作モードとともに説明する。
【0153】図12において、マスタクロックKの第1
サイクルの立上がりエッジにおいては、SRAMリード
モードが設定される。そのときに与えられたSRAMア
ドレスC1にしたがってSRAMリード動作が実行さ
れ、マスタクロックKの第2サイクルの立上がりエッジ
で出力データQ1が確定状態となる。
【0154】マスタクロックKの第2サイクルの立上が
りエッジでチップイネーブルE#が“H”に設定されて
いるため、このマスタクロックKの第2サイクルはディ
セレクトSRAMモードとなり、マスタクロックKの第
3クロックの立上がりにおいては、出力はハイインピー
ダンス状態である。このときまた、マスタクロックKの
第3サイクルの立上がりエッジにおいてチップイネーブ
ルE#および制御クロックCC2#がともに“L”に設
定されかつライトイネーブルWE#および制御クロック
CC1#が“H”に設定される。これによりバッファリ
ードトランスファモードが設定される。このときSRA
MアドレスAs0〜As3が“L”に設定される。SR
AMアドレスAs4〜As11にしたがってSRAMア
レイにおいて行の選択動作が行なわれる。1行には16
ビットのSRAMメモリセルが接続される。この選択さ
れた16ビットのSRAMメモリセルへリード転送バッ
ファ140からデータが一括して転送される。
【0155】SRAMアレイは、ビット線プリチャージ
などの動作のためのRASプリチャージ期間を必要とし
ない。リード転送バッファからデータを転送された後に
はすぐにSRAMアレイへアクセスすることができる。
図12においては、マスタクロックKの第4サイクルの
立上がりエッジにおいてチップイネーブルE#が
“L”、ライトイネーブルWE#および制御クロックC
C1#ならびにCC2#が“H”に設定され、SRAM
リードモードが設定されている。それによりマスタクロ
ックKの第5サイクルの立上がりエッジにおいてSRA
Mメモリセルからデータが読出される。
【0156】次いでマスタクロックKの第5サイクルの
立上がりエッジにおいてチップイネーブルE#を“H”
に設定することによりディセレクトSRAMモードが設
定され、この第5サイクルはSRAMは非選択状態とな
り、出力は所定時間経過後ハイインピーダンス状態とな
る。
【0157】第6サイクルにおいてマスタクロックKの
立上がりエッジにおいてチップイネーブルE#および制
御クロックCC2#がともに“L”に設定され、ライト
イネーブルWE#および制御クロックCC1#が“H”
に設定されバッファリードモードが設定される。これに
よりSRAMアレイにおいて16ビットのメモリセルが
選択され、選択された16ビットのSRAMメモリセル
へリード転送バッファ140からデータが転送される。
次いで、マスタクロックKの第7サイクルにおいて、チ
ップイネーブルE#およびライトイネーブルWE#を
“L”に設定し、制御クロックCC1#およびCC2#
をともに“H”に設定すると、SRAMのライトモード
が設定される。そのときに与えられているデータD5が
マスクデータM5に従ってSRAM内の選択されたメモ
リセルへ書込まれる。
【0158】マスタクロックKの第8サイクルにおいて
は、チップイネーブルE#が“L”に設定され、ライト
イネーブルWE#、および制御クロックCC1#および
CC2#がともに“H”に設定され、SRAMリードモ
ードが設定される。しかしながら出力イネーブルG#が
このとき“H”であるため装置外部においては出力ハイ
インピーダンス状態となる。
【0159】マスタクロックKの第9サイクルにおいて
再びバッファリードトランスファ動作が行なわれ、リー
ド転送バッファからSRAMアレイへのデータ転送が行
なわれる。
【0160】マスタクロックKの第10サイクルにおい
てSRAMライトモードが設定され、この第10サイク
ルにおいてSRAMアレイ内の選択されたメモリセルへ
データが書込まれる。
【0161】上述のように、バッファリードトランスフ
ァモードを設定することにより、キャッシュミス時にお
いて、高速でSRAMアレイへキャッシュブロックを一
括して転送することができ、キャッシュミス時における
アクセス時間を大幅に短縮することができる。バッファ
リード転送モードに従ってSRAMアレイにデータが転
送された後は高速でSRAMアレイへアクセスすること
ができるためである。
【0162】図13は、バッファリードトランスファモ
ード時におけるデータの流れを示す図である。バッファ
リードトランスファモードにおいては、ワード線ドライ
ブ回路118aが、SRAMアレイ104における1行
を選択し、この選択された1行(16ビット)へリード
転送バッファ140から一括して16ビットのデータが
伝達される。リードデータ転送バッファ140は、後に
詳細に説明するが、16ビットのデータを一括して転送
することができるように16個のバッファを備えてい
る。
【0163】[バッファライトトランスファモード] バッファライトトランスファモードはSRAMアレイか
らデータ転送回路に含まれるライトデータ転送バッファ
(テンポラリバッファを含む)へデータを転送するモー
ドである。図14にバッファライトトランスファモード
時における制御信号の状態を示す。
【0164】バッファライトトランスファモードは、マ
スタクロックKの立上がりエッジにおいてチップイネー
ブルE#、ライトイネーブルWE#および制御クロック
CC2#を“L”に設定し、かつ制御クロックCC1#
を“H”に設定することにより指定される。バッファラ
イトトランスファモードにおいてはSRAMアドレスA
s0〜As3をすべて“L”に設定する必要がある。デ
ータ転送動作を確実に行なうためである。バッファライ
トトランスファモード時においては、マスクレジスタ1
46に含まれるマスクビット(マスクデータ)がすべて
リセット状態(“0”状態)に設定される。SRAMア
レイからライト転送バッファ144に転送されたデータ
をすべてDRAMアレイへ転送する必要があるためであ
る。
【0165】以下、図14を参照してバッファライトト
ランスファモードを含む動作について説明する。図14
において、マスタクロックKの第1サイクルの立上がり
エッジにおいてSRAMリードモードが指定される。こ
れによりSRAMアレイにおいてメモリセルの選択が行
なわれ、選択されたメモリセルのデータがマスタクロッ
クKの第2サイクルの立上がりエッジで確定状態とな
る。
【0166】マスタクロックKの第2サイクルの立上が
りエッジでチップイネーブルE#が“H”に立上げら
れ、ディセレクトSRAMモードが指定され、SRAM
が非選択状態となり、出力は、ハイインピーダンス状態
となる。マスタクロックKの第3サイクルにおいてチッ
プイネーブルE#、ライトイネーブルWE#および制御
クロックCC2#が“L”に設定され、制御クロックC
C1#が“H”に設定されバッファライトトランスファ
モードが指定される。バッファライトトランスファモー
ドにおいては、SRAMアドレスAs0〜As3はすべ
て“L”に設定される。残りのSRAMアドレスAs4
〜As11を用いて、SRAMアレイにおいて1行(1
6ビット)が選択され、この選択された16ビットのS
RAMメモリセルのデータが同時にライト転送バッファ
へ転送される(テンポラリバッファにラッチされる)。
【0167】マスタクロックKの第4サイクルにおいて
SRAMリードモードが指定され、SRAMアドレスA
s0〜As11に従ったメモリセルの選択動作が行なわ
れ、選択されたメモリセルのデータが読出される。マス
タクロックKの第5サイクルにおいて再びディセレクト
SRAMモードが指定され、マスタクロックKの第5サ
イクルはSRAMは非選択状態とされ、出力はハイイン
ピーダンス状態となる。
【0168】マスタクロックKの第7サイクルにおいて
SRAMライトモードが指定される。このとき出力イネ
ーブルG#は“H”であり、マスクデータM5(マスク
ビットM0〜M3)に従ったデータの書込がSRAMア
レイに対して実行される。
【0169】マスタクロックKの第9サイクルにおいて
バッファライトトランスファモードが指定され、SRA
Mアレイの1行が選択され、該選択された1行に接続さ
れるメモリセルのデータがライトデータ転送バッファへ
転送される。マスタクロックKの第10サイクルにおい
てSRAMライトモードが指定され、SRAMアレイへ
のデータの書込が実行される。
【0170】図15は、バッファライトトランスファモ
ードにおけるデータの流れを示す図である。図15にお
いて、ワード線ドライブ回路118aが駆動され、SR
AMアレイ104において1行が選択され、この選択さ
れた1行に接続されるメモリセルデータがライトデータ
転送バッファへ転送される。ここで、ライトデータ転送
バッファには、与えられたデータを一時的に格納するた
めのテンポラリバッファが設けられており、実際にはテ
ンポラリバッファ142においてラッチされる。このテ
ンポラリバッファ142へSRAMアレイ104の転送
データを一旦ラッチする構成とすることにより、SRA
Mアレイ104からデータを退避させ(キャッシュミス
時)、その動作と並行してDRAMアレイからキャッシ
ュデータをリードデータ転送バッファ140を介して転
送する並行動作を実行することができ、キャッシュミス
時におけるデータの転送を高速に行なうことができ、ア
クセス時間を短縮することができる。以下の説明におい
てもSRAMアレイからライトデータ転送バッファへの
データ転送は、データがテンポラリバッファに格納され
る状態を示す。
【0171】[バッファリードトランスファ/SRAM
リード] バッファリードトランスファおよびSRAMリード(以
下、バッファリードトランスファ/SRAMリードと称
す)モードにおいては、リードデータ転送バッファから
SRAMアレイへデータが伝達され、さらにSRAMア
ドレスに従ってSRAMアレイからこの転送されたデー
タのうちの1ビット(×4ビットの場合合計4ビット)
のデータが出力される。
【0172】バッファリードトランスファ/SRAMリ
ードモードは、マスタクロックKの立上がりエッジでチ
ップイネーブルE#および制御クロックCC1#を
“L”に設定し、かつライトイネーブルWE#および制
御クロックCC2を“H”に設定することにより指定さ
れる。図16に、バッファリードトランスファ/SRA
Mリードモードを含む動作シーケンスにおける制御信号
の状態を示す。
【0173】図16において、マスタクロックKの第1
サイクルの立上がりエッジにおいて、SRAMリードモ
ードが指定され、SRAMアレイにおけるメモリセルの
選択動作が実行され、この選択されたSRAMメモリセ
ルのデータが読出される。
【0174】マスタクロックKの第2サイクルの立上が
りエッジにおいてチップイネーブルE#および制御クロ
ックCC1#を“L”に設定しライトイネーブルWE#
および制御クロックCC2#を“H”に設定する。この
制御信号の状態の組合せにより、バッファリードトラン
スファ/SRAMリードモードが指定される。この動作
モード時においては、SRAMアレイにおいて1行が選
択され、この選択された1行のメモリセルへリードデー
タ転送バッファ(DTBR)から同時にデータが伝達さ
れる。このデータ伝達後、SRAMブロックアドレスA
s0〜As3に従ってメモリセル(列)の選択動作が実
行され、この選択されたメモリセルへ伝達されたデータ
が読出される。
【0175】マスタクロックKの第3サイクルにおいて
も再びバッファリードトランスファ/SRAMリードモ
ードが指定され、リードデータ転送バッファ(DTB
R)からSRAMアレイへのデータの転送およびこの転
送されたデータ(16ビット)からの1ビットの選択が
行なわれる。ここで、リードバッファトランスファ/S
RAMリードモードがマスタクロックKの連続するサイ
クルで実行されるのは、後に説明するDRAMのページ
モードを利用してDRAMアレイからリードデータ転送
バッファへのデータ転送を各クロックサイクルごとに行
なうことができるためである。このDRAMのページモ
ードの実現は、DRAMアレイ部の駆動を行なうための
制御回路部分と、SRAMアレイに関連する動作を駆動
するための制御部分とを独立に設けたため可能となる。
【0176】マスタクロックKの第5サイクルにおいて
ディセレクトSRAMモードが指定され、この第5サイ
クルにおいてSRAMは非選択状態となり、出力ハイイ
ンピーダンス状態となる。
【0177】マスタクロックのKの第6サイクルにおい
てSRAMリードモードが指定され、マスタクロックK
の第7および第8サイクルそれぞれにおいてバッファリ
ードトランスファ/SRAMリードモードが連続して行
なわれ、マスタクロックKの第9サイクルにおいてSR
AMリードモードが指定される。
【0178】SRAMリードモードおよびバッファリー
ドトランスファ/SRAMリードモードを連続して実行
できるのは、後に詳細に説明するが、キャッシュヒット
時においてSRAMリードモードが実行され、キャッシ
ュミス時においてDRAMアレイにおいてセンスアンプ
のラッチ機能を利用し、DRAMアレイにおいては1行
のメモリセルのデータがラッチ状態とされているためで
ある。外部装置であるたとえばCPUが要求するデータ
がSRAMアレイに存在しないものの、DRAMアレイ
においてセンスアンプがラッチしている場合にはこのD
RAMセンスアンプがラッチしているデータをリードデ
ータ転送バッファへ転送し、次いでこのリードデータ転
送バッファからSRAMアレイに転送しデータを読出す
動作を行なうことにより実現される。このような動作モ
ードを実現するための構成については後に詳細に説明す
る。
【0179】図17は、バッファリードトランスファ/
SRAMリードモード時におけるデータの流れを示す図
である。図17において、ワード線ドライブ回路118
aによりSRAMアレイ104における1行が選択され
る。この選択された1行に対しリードデータ転送バッフ
ァ(DTBR)140からデータが同時に伝達される。
次いで、コラムデコーダ120からの列選択信号にした
がって、SRAMアレイ104おけるメモリセルが選択
され、この選択されたメモリセルのデータがセンスアン
プ/IOコントロールブロック122を介して出力され
る。
【0180】[バッファライトトランスファ/SRAM
ライト] バッファライトトランスファおよびSRAMライト(以
下、バッファライトトランスファ/SRAMライトと称
す)モードには、SRAMアレイへデータが書込まれる
とともに、このデータ書込みを受けたメモリセルを含む
行のデータがライトデータ転送バッファ(テンポラリバ
ッファ)(DTBW)へ転送される。この転送動作はマ
スタクロックKの1クロックサイクルで完了する。バッ
ファライトトランスファ/SRAMライトモード時にお
いては、マスクレジスタにおけるマスクビットはすべて
リセット状態とされ、ライトデータ転送バッファ(DT
BW)からすべてのデータがDRAMアレイへ転送され
る。
【0181】バッファライトトランスファ/SRAMラ
イトモードの設定のためには、マスタクロックKの立上
がりエッジでチップイネーブルE#、ライトイネーブル
WE#、および制御クロックCC1#をすべて“L”に
設定し、制御クロックCC2#を“H”に設定する。こ
れによりSRAMアレイへのデータの書込およびSRA
Mアレイからライトデータ転送バッファへのデータ転送
が実行される。このバッファライトトランスファ/SR
AMライトモードを含む動作における外部信号の状態
を、図18に示す。
【0182】図18において、マスタクロックKの第1
サイクルは、チップイネーブルE#が“H”であり、S
RAMは非選択状態となる(ディセレクトSRAMモー
ド)。マスタクロックKの第2サイクルにおいてチップ
イネーブルE#、ライトイネーブルWE#および制御ク
ロックCC1#が“L”に設定され、かつ制御クロック
CC2#が“H”に設定される。この信号の状態によ
り、バッファライトトランスファ/SRAMライトモー
ドが指定される。このモードにおいては、そのときに与
えられているSRAMアドレスAs0〜As11がすべ
て取込まれ、SRAMアレイにおける行および列の選択
が実行され、選択されたSRAMメモリセルへ外部から
のデータが書込まれる。また、このとき、この書込み完
了後または並行してSRAMアレイにおいて選択された
1行に接続されるメモリセルのデータがライトデータ転
送バッファ(DTBW)(より正確にはテンポラリバッ
ファ)へ転送される。マスタクロックKの第3サイクル
においても同様バッファライトトランスファ/SRAM
ライトモードが実行される。
【0183】マスタクロックKの第4サイクルにおいて
SRAMリードモードが指定されるものの、出力イネー
ブルG#が“H”であり、出力はハイインピーダンス状
態とされる。
【0184】マスタクロックKの第5サイクルにおいて
SRAMリードモードが指定され、SRAMアレイに対
するデータの読出が行なわれる。出力イネーブルG#が
“L”であり、このサイクルで読出されたデータQ3が
出力される。
【0185】マスタクロックKの第7サイクルにおいて
出力イネーブルG#を“H”とし、出力をハイインピー
ダンス状態とする。それにより次に行なわれるデータ書
込動作に対しマスタクロックKの第6サイクルにおいて
読出されたデータが悪影響を及ぼすのを防止する。
【0186】マスタクロックKの第8サイクルないし第
10サイクルにおいてチップイネーブルE#、ライトイ
ネーブルWE#および制御クロックCC1#が“L”で
あり、制御クロックCC2が“H”に設定され、このサ
イクルにおいてバッファライトトランスファ/SRAM
ライトモードに従った動作が実行される。このバッファ
ライトトランスファ/SRAMライトモードの動作を実
行することにより、キャッシュヒット時におけるライト
スルー動作(SRAMアレイに書込まれたデータをその
ままDRAMアレイへ転送する)が実現される。
【0187】図19は、バッファライトトランスファ/
SRAMライトモード動作時におけるデータの流れを示
す図である。図19において、ワード線ドライブ回路1
18aによりSRAMアレイ104における1行が選択
される。コラムデコーダ120によりSRAMアレイ1
04における1列が選択される。この選択された列によ
りSA+IOコントロールブロック122を介して書込
データが伝達される。この書込データの転送後、SRA
Mアレイ104においてワード線ドライブ回路118a
により選択された1行のメモリセルのデータがライトデ
ータ転送バッファ(DTBW)144へ転送される。正
確にはテンポラリバッファ142に転送される。
【0188】[バッファリード] バッファリードモード時においては、リードデータ転送
バッファから直接データが出力される。SRAMアレイ
に対するデータの転送によるその内容の書換えは行なわ
れない。このバッファリードモードを実行することによ
り、SRAMアレイに格納されたキャッシュデータに影
響を及ぼすことなくデータを読出すことができる。
【0189】バッファリードモードは、マスタクロック
Kの立上がりエッジにおいてチップイネーブルE#、制
御クロックCC1#およびCC2#を“L”に設定し、
ライトイネーブルWE#を“H”に設定する。バッファ
リードモードにおいては、リードデータ転送バッファ
(DTBR)からデータ入出力ピンDQへデータが伝達
される。このバッファリードモードにおいては、SRA
Mの行選択用アドレスAs4−As11はすべて“L”
に設定される。バッファリードモード動作を保証し、S
RAMアレイのデータが変更しないことを確実にするた
めである。SRAMアドレスAs0〜As3がこのリー
ドデータ転送バッファ(DTBR)における1つのバッ
ファを選択するために利用される。バッファリードモー
ド動作を含む動作シーケンスの一例を図20に示す。
【0190】図20において、マスタクロックKの第1
サイクルにおいてSRAMリードモードが指定され、S
RAMアレイからデータが読出される。次いでマスタク
ロックKの第2サイクルにおいてチップイネーブルE
#、制御クロックCC1#およびCC2#が“L”に設
定され、ライトイネーブルWE#が“H”に設定され、
バッファリードモードが指定される。このバッファリー
ドモード時において、リードデータ転送バッファ(DT
BR)におけるデータがSRAMアレイを介して(SR
AMアレイは非選択状態)データ入出力ピンDQ0〜D
Q3へ伝達される。リードデータ転送バッファ(DTB
R)におけるバッファの選択のためにはSRAMブロッ
クアドレスAs0〜As3が利用される。
【0191】このバッファリードサイクルはマスタクロ
ックKの1サイクルで完了する。マスタクロックKの第
3サイクルおよび第4サイクルにおいてSRAMリード
モードが指定され、SRAMアレイからデータが読出さ
れる。
【0192】マスタクロックKの第10サイクルではS
RAMリードモードが指定されるものの、出力イネーブ
ルG#が“H”であり、出力はハイインピーダンス状態
である。マスタクロックKの第11ないし第13サイク
ルにおいてバッファライトトランスファ/SRAMライ
トモード動作が実行される。
【0193】バッファリードモードにより、高速でCR
T表示装置上にグラフィックデータを表示することがで
きる。一方、SRAMリードモードにおいてCPUがS
RAMアレイから必要なデータを読出し、データの処理
を行なった後、バッファライトモードとDRAMライト
トランスファモード動作によりこの処理後のデータをD
RAMアレイへ書込む。この動作によれば、CDRAM
をグラフィック分野におけるビデオメモリとして効率的
に利用することができる。
【0194】図21は、バッファリードモード時におけ
るデータの流れを示す図である。図21において、この
バッファリードモード動作時においてワード線ドライブ
回路118aは動作しない。SRAMアレイ104は非
選択状態のプリチャージ状態を維持する。リードデータ
転送バッファ140からのデータはSRAMアレイ10
4を通過する。SRAMアレイ104における列をコラ
ムデコーダ120およびSA+IOコントロールブロッ
ク122により選択しデータ入出力ピンDQへデータを
伝達する。この構成においても、SRAMアレイ104
はプリチャージ状態または非選択状態であるため(ビッ
ト線電位は転送データにより変化するものの)、リード
データ転送バッファ140から転送されたデータはSR
AMアレイ104の格納するデータに何ら影響を及ぼさ
ない。
【0195】[バッファライト] バッファライトモードは外部から与えられる書込データ
をSRAMメモリセルへ書込むことなくライトデータ転
送バッファ(DTBW)へ書込む動作モードである。バ
ッファライトモードのためには、チップイネーブルE
#、ライトイネーブルWE#、制御クロックCC1#お
よびCC2#をすべて“L”に設定する。この制御信号
の状態においては、SRAMアレイにおける行選択動作
は実行されない。バッファライトモード動作を保証する
ために、SRAMアドレスAs4〜As11をすべて
“L”にすることが要求される。バッファライトモード
動作を含む一連の動作シーケンスにおける制御信号の状
態を図22に示す。
【0196】図22において、マスタクロックKの第1
サイクルの立上がりエッジにおいては、チップイネーブ
ルE#が“H”でありSRAMは非選択状態となる(デ
ィセレクトSRAMモード)。マスタクロックKの第2
サイクルの立上がりエッジでチップイネーブルE#、ラ
イトイネーブルWE#および制御クロックCC1#およ
びCC2#がすべて“L”に設定され、バッファライト
モードが指定される。この状態においては、SRAMア
レイは駆動されず、外部から与えられたデータ(D1)
がライトデータ転送バッファ(DTBW)へ書込まれ
る。アドレスAs4−As11は“L”に設定される。
SRAMブロックアドレスAs0〜As3にしたがって
ライトデータ転送バッファ(DTBW)の選択が行なわ
れ、選択されたライトデータ転送バッファ(DTBW)
へのデータの書込が行なわれる。バッファライトモード
が指定された場合、そのときの外部マスクデータM0〜
M3に従ってマスクレジスタにおけるマスクデータが修
正される。マスクデータM0〜M3が書込を示す“0”
であればマスクレジスタの対応のビットがマスク解除を
示すリセット状態とされる。データ書込を受ける転送バ
ッファに対応するマスクレジスタのマスクビットのみが
リセット状態とされる。
【0197】マスタクロックKの第3サイクルおよび第
4サイクルにおいてSRAMリードモードが指定され、
SRAMアレイからデータの読出が実行される。マスタ
クロックKの第5サイクルにおいてチップイネーブルE
#が“H”に設定され、ディセレクトSRAMモードが
指定される。
【0198】マスタクロックKの第6サイクルないし第
11サイクルにおいて、チップイネーブルE#、ライト
イネーブルWE#、および制御クロックCC1#および
CC2#がすべて“L”に設定され、バッファライトモ
ードが指定される。これにより各クロックサイクルにお
いてライトデータ転送バッファ(DTBW)へのデータ
の書込が実行される。
【0199】このバッファライトモード動作を実行する
ことにより、SRAMアレイにおいてはメモリセル選択
が行なわれていないため、SRAMアレイにおける格納
データに影響を及ぼすことなくライトデータ転送バッフ
ァ(DTBW)へデータを書込むことができる。この後
ライトデータ転送バッファ(DTBW)からDRAMア
レイへデータを転送することにより、SRAMアレイに
格納されたデータ(キャッシュデータ)に対し影響を及
ぼすことなくDRAMアレイへデータを書込むことがで
きる。すなわちグラフィックデータの書込を高速で実行
することが可能となる。
【0200】図23は、バッファライトモード時におけ
るデータの流れを示す図である。バッファライトモード
時においては、ワード線ドライブ回路118aが駆動さ
れない。コラムデコーダ120によりテンポラリバッフ
ァ142における対応のバッファが選択され、該選択さ
れたバッファへデータが書込まれる。次に、DRAMア
レイ部を駆動する部分の動作について説明する。
【0201】[DRAM系] 図24は、DRAMアレイに関連する動作モードおよび
各動作モードを実現するための制御信号の状態を一欄に
して示す図である。図24に示すように、DRAMアレ
イ部に関連する動作には、DRAM部へのクロックの伝
達を禁止し、DRAMアレイの動作サイクルを実効的に
長くするためのDRAMパワーダウンモード、DRAM
の動作を禁止するDRAM NOPモード、DRAMア
レイを駆動するDRAMアクティベートモード、DRA
Mアレイからリードデータ転送バッファへデータを転送
するDRAMリードトランスファモード、DRAMアレ
イへライトデータ転送バッファからデータを転送するD
RAMライトトランスファモード、DRAMをプリチャ
ージ状態にするためのDRAMプリチャージモード、お
よびDRAMアレイのオートリフレッシュを実行するた
めのDRAMオートリフレッシュモードを含む。このD
RAMアレイを駆動するための部分はさらに、CBRA
Mの特殊モード、およびデータ入出力ピンの配置などを
決定するコマンドデータをコマンドレジスタ(図1には
示さず)に設定するためのコマンドレジスタセットモー
ドを含む。以下各動作モードについて説明する。
【0202】[DRAMパワーダウン] DRAMパワーダウンモードにおいては、DRAM部へ
はマスタクロックが与えられない。DRAMの動作速度
は、SRAMの動作速度よりも遅い。DRAMアレイに
おける行選択およびアクセスには数クロックサイクル必
要とする。データ転送モードにおいても同様である。各
動作においては、マスタクロックKにしたがって動作の
持続期間および制御信号発生タイミング等が決定され
る。したがってこのDRAMパワーダウンモードにおい
てマスタクロックがDRAMコントロール回路(図1の
参照符号128)へ与えられない場合には、その前のク
ロックサイクルにおける状態を維持する。
【0203】図25に示すように、DRAMパワーダウ
ンモードは、マスタクロックKの立上がりエッジにおい
てDRAMクロックマスクCMdを“H”に設定する。
次のサイクルからDRAMはパワーダウンモードとな
る。図25においては、マスタクロックKの第2サイク
ルのクロックの立上がりエッジでDRAMクロックマス
クCMdを“H”に設定することにより、マスタクロッ
クKの第3クロックサイクル以降DRAMパワーダウン
モードになる状態が示される。DRAMの動作を中断さ
せることにより消費電力の低減を図る。
【0204】[DRAM NOP] DRAM NOPモードは、DRAMの新しい動作を禁
止するモードである。DRAM部分は前のサイクルのプ
リチャージ状態または活性状態を維持する。活性状態の
ときには、内部クロックに従って動作は進行する。
【0205】図26に示すように、DRAM NOPモ
ードはマスタクロックKの立上がりエッジにおいてDR
AMクロックマスクCMdを“L”に設定し、次のサイ
クルにおいてマスタクロックKの立上がりエッジでロウ
アドレスストローブRAS#およびコラムアドレススト
ローブCAS#をともに“H”に立上げる。ロウアドレ
スストローブRAS#およびコラムアドレスストローブ
CAS#がともに“H”であり、DRAM部分は非選択
状態すなわちスタンバイのプリチャージ状態を維持する
(前のサイクルでプリチャージ状態が設定されたと
き)。
【0206】このDRAMアレイに関連する動作におい
ても、図24に一欄にして示すようにSRAMアレイの
動作に関連する制御信号の状態は任意である。したがっ
てDRAMアレイの動作と独立にSRAMアレイにおけ
る動作を実行することができる。以下のDRAMアレイ
に関連する動作の説明においても同様である。またDR
AMアレイクロックマスクCMdは“L”のとき次のク
ロックサイクルにおけるマスタクロックKの伝達を可能
とする。DRAMクロックマスクCMdが“H”であれ
ば次のクロックサイクルにおけるマスタクロックKのD
RAMコントロール回路への伝達が禁止される。DRA
M NOPモードが指定された場合、DRAMは、前の
サイクルでプリチャージ状態が指定された場合にはプリ
チャージ状態を維持し、活性状態とされた場合にはその
活性状態を維持する。DRAMNOPはDRAM部分が
新しい動作モードに入らないことを保証する。
【0207】[DRAMアクティベート] DRAMアクティベートモードにおいては、DRAMア
レイが活性化される。DRAMアクティベートモードの
指定には、前のクロックサイクルにおいてDRAMクロ
ックマスクCMdが“L”のとき、次のクロックサイク
ルにおけるマスタクロックKの立上がりエッジでロウア
ドレスストローブRAS#を“L”に設定し、コラムア
ドレスストローブCAS#を“H”およびデータ転送指
示DTD#を“H”に設定する。この状態においては、
DRAMアドレスAdがDRAMアレイにおける行指定
用のロウアドレスとして取込まれ、行選択動作およびセ
ンスアンプによるメモリセルデータの検知、増幅および
ラッチが実行される。
【0208】[DRAMプリチャージ] DRAMプリチャージモードは、DRAMをスタンバイ
状態すなわちプリチャージ状態に設定する。このプリチ
ャージモードを実行することによりDRAMアクティベ
ートモードを終了させることができる。DRAMプリチ
ャージモードは、マスタクロックKの立上がりエッジに
おいてDRAMマスククロックCMdを“L”とし、次
のクロックサイクルにおけるマスタクロックKの立上が
りエッジにおいてロウアドレスストローブRAS#およ
びデータ転送指示DTD#をともに“L”に設定しかつ
コラムアドレスストローブCAS#を“H”に設定する
ことにより指定される。このDRAMプリチャージモー
ドが指定されるとDRAMはプリチャージ状態に復帰す
る。すなわちDRAMアレイにおいて活性状態の行(選
択行)が非選択状態とされ、次の活性サイクルを待つ状
態となる。DRAMアレイにおいて異なる行を選択する
場合にはDRAMアクティベートモードを一旦DRAM
プリチャージサイクルで終了させた後に新たにDRAM
アクティベートモードを実行することが必要とされる。
【0209】[DRAMリードトランスファ] DRAMリードトランスファモードは、リードデータ転
送バッファ(DTBR)へDRAMアレイからデータを
転送するモードである。DRAMアレイからリードデー
タ転送バッファ(DTBR)へのデータ転送とリードデ
ータ転送バッファからSRAMアレイおよびデータ入出
力回路へのデータ転送は別々の制御系により実行され
る。
【0210】DRAMリードトランスファモードのため
には、DRAMアクティベートモード指定中において、
マスタクロックKの立上がりエッジでロウアドレススト
ローブRAS#を“L”に設定し、データ転送指示DT
D#を“H”に設定し、コラムアドレスストローブCA
S#を“L”に設定する。このときDRAMアドレス入
力Ad4〜Ad11を列アドレスとして図1に示すコラ
ムブロックデコーダ112が動作し、DRAMアレイに
おいて選択された行に接続されるメモリセルのうち対応
の列ブロック(データブロック)が選択され、この選択
されたデータブロックに含まれるメモリセルデータがリ
ードデータ転送バッファ(DTBR)へ転送される。
【0211】この転送動作を保証するために、アドレス
Ad0〜Ad3は“L”に設定することが要求される。
DRAMリードトランスファモード設定時においては、
所定期間中他の動作はすべて禁止される。DRAMリー
ドトランスファモードが指定されてから所定のクロック
期間が経過した後リード転送バッファ(DTBR)のデ
ータが確定状態となる。このDRAMリード転送モード
が指定されてからリードデータ転送バッファ(DTB
R)内のデータが新しいデータにより確定状態となるま
でに要求される時間は「レイテンシ」と呼ばれ、後に説
明するコマンドレジスタに設定されたコマンドデータに
より決定される。
【0212】リードデータ転送バッファ(DTBR)は
ラッチ機能を備えており、前のサイクルのデータを保持
している。このレイテンシを設定しかつデータ転送時間
をマスタクロックKにより決定することにより、確実に
リードデータ転送バッファ(DTBR)の内容を新しい
データに書換えかつ正確なデータの転送/読出ができ
る。このリードデータ転送バッファ(DTBR)のデー
タの変更時のアクセス動作を禁止することにより誤った
データがリードデータ転送バッファ(DTBR)に格納
されるまたはそこから読出されるのを防止する。
【0213】図27は、DRAMプリチャージモード、
DRAMアクティベートモードおよびDRAMリードト
ランスファモード指定時における外部制御信号の状態お
よびリードデータ転送バッファの保持データの状態を示
す図である。以下、図27を参照してDRAMの動作シ
ーケンスについて説明する。
【0214】図27において、マスタクロックKの第2
サイクルの立上がりエッジでDRAMクロックマスクC
Mdが“L”となり、マスタクロックKのDRAMコン
トロール回路(図1の参照番号128)への伝達が許可
される。
【0215】マスタクロックKの第3サイクルにおける
立上がりエッジにおいてロウアドレスストローブRAS
#およびデータ転送指示DTD#はともに“L”に設定
されかつコラムアドレスストローブCAS#が“H”と
される。DRAMプリチャージモードが指定される。
【0216】RASプリチャージ時間tRP(DRAM
部分の各信号線をプリチャージするのに最小限必要とさ
れる時間)が経過した後、マスタクロックKの第7サイ
クルにおいてロウアドレスストローブRAS#が“L”
に設定され、コラムアドレスストローブCAS#および
DTD#がともに“H”に設定され、DRAMアクティ
ベートモードが指定される。ここで、前のサイクル(第
6サイクル)においてDRAMクロックマスクCMdは
“L”に立下がっている。以下の説明において、動作モ
ード指定時における前のサイクルではすべてDRAMク
ロックマスクCMdは“L”であるため、とくに必要な
場合を除いて説明しない。
【0217】DRAMアクティベートモードが指定され
ると、そのときに与えられていたDRAMアドレスAd
0〜Ad11がDRAMアレイにおける行指定用ロウア
ドレスとして取込まれ行選択動作が実行され、選択され
たメモリセルのデータがセンスアンプにより検知増幅さ
れてラッチされる。
【0218】RAS−CAS遅延時間tRCDが経過し
た後、マスタクロックKの第10サイクルにおいて、ロ
ウアドレスストローブRAS#およびデータ転送指示D
TD#がともに“H”に設定され、コラムアドレススト
ローブCAS#が“L”に設定される。これによりDR
AMリードトランスファモードが指定される。DRAM
アクティベートモードにより選択された行に接続される
メモリセルのうち、そのときに与えられていたDRAM
アドレスAd4〜Ad11にしたがってメモリセルブロ
ックが選択され、所定の時間経過後(図27において2
クロックのレイテンシ)リードデータ転送バッファ(D
TBR)のデータが新しいデータに変更される。
【0219】DRAMリードトランスファモードが指定
されたとき、レイテンシがnクロックサイクルならば、
DRAMリードトランスファ開始サイクルから第(n−
1)番目のクロックサイクルにおける新たな動作モード
の指定は禁止される。DRAMアレイからリードデータ
転送バッファ(DTBR)へのデータ転送時において
は、リードデータ転送バッファはロックアウト状態とな
る。この期間中バッファリード動作(すなわちこのリー
ドデータ転送バッファ(DTBR)からデータを読出す
動作)はすべて禁止される。リードデータ転送バッファ
(DTBR)のデータが不安定なためである。
【0220】レイテンシが決定するクロックサイクルが
経過すると、新たな動作モードを指定することが可能と
なる。マスタクロックKの第12サイクルにおいて、ロ
ウアドレスストローブRAS#およびデータ転送指示D
TD#がともに“L”になり、コラムアドレスストロー
ブCAS#が“H”となり、DRAMプリチャージモー
ドが指定される。これによりDRAMアレイはプリチャ
ージ状態に復帰し、次のアクセスに備える。
【0221】図28は、DRAMリードトランスファモ
ードにおけるデータの流れを示す図である。図28に示
すように、DRAMリードトランスファモードにおいて
は、DRAMアレイ102において選択された行のうち
所定数のメモリセルのブロックを選択し、この選択され
たメモリセルブロックのデータをリードデータ転送バッ
ファ140へ伝達する。ここで、DRAMリード転送モ
ード動作を保証するために、DRAMアドレスAd0〜
Ad3はすべて“L”に設定される。このDRAMアレ
イ部の動作において、DTBRロックアウト期間を除い
てSRAMアレイに関連する動作は任意に実行すること
ができる。したがって、DRAMアレイからのリードデ
ータ転送バッファ(DTBR)へのデータ転送と並行し
てSRAMアレイへアクセスしてデータの書込または読
出を行なうこともでき、またライトデータ転送バッファ
(DTBW)へのデータの書込も実行することができ
る。リードデータ転送バッファ(DTBR)へのデータ
転送に影響を及ばさなければよい。
【0222】[DRAMライトトランスファ] DRAMライトトランスファモード時においては、ライ
トデータ転送バッファ(DTBW)に保持されているデ
ータがマスクレジスタに保持されているマスクデータに
したがってDRAMアレイにおける選択されたメモリセ
ルブロックへ書込まれる。図29に示すように、DRA
Mアクティベートサイクル実行後の所定時間経過後(R
AS−CAS遅延時間tRCD経過後)のマスタクロッ
クKの立上がりエッジにおいてロウアドレスストローブ
RAS#を“H”に設定しかつコラムアドレスストロー
ブCAS#およびデータ転送指示DTD#をともに
“L”に設定する。それによりDRAMライトトランス
ファモードが指定される。そのときに与えられていたD
RAMアドレスAd4〜Ad11が列ブロック(メモリ
セルブロック)選択用アドレスColとして取込まれ、
メモリセルのブロックの選択動作が行なわれる。この選
択されたメモリセルのブロックに対しライトデータ転送
バッファ(DTBW)からデータが同時に伝達される。
DRAMライトトランスファモードはその動作を保証す
るために、DRAMアドレスAd0〜Ad3を“L”に
設定することが要求される。DRAMライトトランスフ
ァモードが指定された最初の1クロックサイクル(図2
9の第10クロックサイクル)においてはDRAMアレ
イに対する新たな動作はすべて禁止される。
【0223】DRAMライトトランスファモードが指定
された最初のサイクルに続く次のサイクルにおいては、
マスクレジスタのマスクデータはすべてセット状態(デ
ータ転送禁止)に設定される。次のデータの誤重複書込
を禁止するためである。
【0224】図29において、RASサイクル期間tR
ASが経過した後、マスタクロックKの第12サイクル
においてロウアドレスストローブRAS#およびデータ
転送指示DTD#がともに“L”に設定され、コラムア
ドレスストローブCAS#が“H”に設定されDRAM
プリチャージモードが指定される。ここで、DRAMラ
イトトランスファモードが指定された最初の1クロック
サイクルにおいてはライトデータ転送バッファ(DTB
W)はロックアウト状態とされる。すなわちライトデー
タ転送バッファに対するアクセスはこのサイクル中すべ
て禁止される。SRAMアレイに関連する動作は自由に
設定し実行することができる。
【0225】図30は、DRAMライトトランスファモ
ード時におけるデータの流れを示す図である。図30に
おいて、ライトデータ転送バッファ144に格納された
データがマスクレジスタ146に設定されているマスク
データにしたがってDRAMアレイ102へ転送され
る。DRAMアレイ102においては、すでに行が選択
されており、DRAMライトトランスファモード時にお
いてこの選択された行における複数のメモリセルのブロ
ックが選択される。この選択された複数のメモリセルの
ブロックへライトデータ転送バッファ144からデータ
が転送される。図30から明らかなように、SRAMア
レイ104へはこの期間アクセスすることができ、また
リードデータ転送バッファ140へも外部からアクセス
することができる。
【0226】次にDRAM部の具体的構造について説明
する。図31は図1に示すDRAMコントロール回路と
マスク回路の構成の一例を示す図である。図31におい
て、Kバッファ124は、外部クロックKを受け内部マ
スタクロックKiを発生する。
【0227】マスク回路126は、DRAMクロックマ
スクCMdをKバッファ124からの内部クロックKi
を1クロック間遅延させるシフトレジスタ202と、こ
のシフトレジスタ202からの遅延クロックマスクCM
dRにしたがって内部マスタクロックKiを通過させる
ゲート回路204を含む。図31においては、ゲート回
路204は遅延クロックマスクCMdRが“H”のとき
に内部マスタクロックKiの伝達を禁止するpチャネル
MOS(絶縁ゲート型電界効果)トランジスタにより示
される。あるサイクルにおいて、クロックマスクCMd
が“H”の状態に設定された場合には、次のサイクルに
おいて内部マスタクロックKiの伝達が禁止されるた
め、DRAMマスタクロックDKの発生が停止される。
【0228】DRAMコントロール回路128は、DR
AMマスタクロックDKの立上がりエッジでロウアドレ
スストローブRAS#を取込み内部ロウアドレスストロ
ーブRAS#を発生するRASバッファ206と、DR
AMマスタクロックDKの立上がりエッジでコラムアド
レスストローブCAS#をラッチし内部コラムアドレス
ストローブCAS#を発生するCASバッファ208
と、DRAMマスタクロックDKに応答してこの立上が
りエッジでデータ転送指示DTD#を取込み内部転送指
示DTDを発生するDTDバッファ210と、DRAM
マスタクロックDKの立上がりエッジで内部制御信号R
AS、CASおよびDTDを取込みその信号の状態によ
り指定されたモードを判別するとともに、判別された動
作モードにしたがって必要な制御信号を発生するDRA
M制御信号発生回路212を含む。
【0229】DRAM制御信号発生回路212は、また
DRAMマスタクロックDKにしたがってデータ転送時
に必要とされるレイテンシの期間の監視などを実行す
る。DRAM制御信号発生回路212は、DRAMアレ
イ部の駆動およびデータ転送回路(リードデータ転送バ
ッファおよびライトデータ転送バッファ)とDRAMア
レイとの間のデータ転送動作に必要とされる各制御信号
を発生する。図31においては、転送系回路の動作を制
御するための転送制御信号φDTと、信号RASに関連
する回路(DRAMアレイにおける行選択動作等)の動
作を制御するためのRAS系制御信号φRAとCAS系
の動作(列選択動作等)に関連する回路部分の動作を制
御するための制御信号φCAを代表的に示す。
【0230】アドレスバッファ108は、DRAMマス
タクロックDKとRAS系制御信号φRAに応答して外
部DRAMアドレスAdを取込みDRAMロウアドレス
Adrを発生するロウバッファ214と、DRAMマス
タクロックDKとCAS系制御信号φCAとに応答して
DRAMアドレスAdをラッチしDRAM列アドレスA
dcを発生するコラムバッファ216を含む。ロウアド
レスAdrは図1に示すロウデコーダ110へ与えら
れ、コラムバッファ216からの列アドレスのうち上位
の所定のビットが図1に示すコラムブロックデコーダ1
12へ与えられる。また動作モードに応じては、後に説
明するが、コマンドレジスタへのコマンドデータとして
のこの列アドレスAdcまたはAdrが利用される。列
アドレスAdcはまたデータ転送モードの種類(これも
後に説明する)を指定するために利用される。
【0231】上述のように、このDRAMコントロール
回路128は、DRAMアレイの動作とDRAMアレイ
とデータ転送回路との間のデータ転送動作のみを制御す
る。SRAMアレイ部分の動作とは独立である。これに
より、上述のように、SRAMコントロール回路132
へ与えられる制御信号の状態と無関係に、DRAMアレ
イの駆動およびDRAMアレイとデータ転送回路との間
のデータ転送を実行することができる。
【0232】[データ転送バッファ回路] データ転送回路は、リードデータ転送バッファとライト
データ転送バッファとにより、DRAMアレイとSRA
Mアレイとの間で双方向でデータを転送する。これらの
転送バッファは、単純な3状態バッファで構成すること
ができるが、これらの転送バッファに、ラッチ機能を設
ける。このライトデータ転送バッファおよびリードデー
タ転送バッファにラッチ機能を持たせることにより実現
される動作モードについて以下に説明する。
【0233】図32は、双方向転送ゲートのより具体的
な構成を示す図である。この双方向転送ゲートは、DR
AMアレイからのデータすなわちグローバルIO線対G
IOのデータを受けるためのリード転送バッファ210
と、SRAMアレイからのデータ(SRAMアレイに格
納されたデータまたは外部から与えられるデータ)を受
けるためのライト転送バッファ250を含む。
【0234】リード転送バッファ210は、データ転送
指示信号φTDS1に応答して導通するゲート212
と、ゲート212を介して与えられたデータをラッチす
るためのラッチ回路230と、ラッチ回路230のラッ
チデータを反転するインバータ回路218と、転送指示
信号φTDS2に応答して導通し、インバータ回路21
8の出力データをSRAMビット線対SBL上へ伝達す
るゲート220を含む。ラッチ回路230は、大きな駆
動能力を有するインバータ回路214と、小さな駆動力
を有するインバータ回路216を含む。インバータ回路
214の出力はインバータ回路216の入力に接続さ
れ、インバータ回路216の出力がインバータ回路21
4の入力に接続される。このインバータ回路214およ
び216の駆動力に違いを設けることにより、データの
ラッチ機能とともに一方方向へのデータ転送を高速で実
行することができる。
【0235】ライト転送バッファ250は、転送指示信
号φTSD2に応答して導通し、SRAMビット線対S
BL上のデータを伝達するゲート260と、ゲート26
0を介して与えられるデータを反転するインバータ回路
258と、インバータ回路258の出力をラッチするた
めのラッチ回路232と、転送指示信号φTSD1に応
答してラッチ回路232の出力をグローバルIO線対G
IO上へ伝達するゲート252を含む。ラッチ回路23
2は、大きな駆動能力を有するインバータ回路254
と、小さな駆動能力を有するインバータ回路256を含
む。インバータ回路254の出力がインバータ回路25
6の入力に接続され、インバータ回路256の出力がイ
ンバータ回路254の入力に接続される。
【0236】転送指示信号φTDS1およびφTSD1
は、ロウアドレスストローブRAS#、コラムアドレス
ストローブCAS#およびデータ転送指示DTD#に従
って、図1に示すDRAMコントロール回路から発生さ
れる。
【0237】転送指示信号φTDS2およびφTSD2
は、チップイネーブルE#、ライトイネーブルWE#、
制御クロックCC1#およびCC2#にしたがって図1
に示すSRAMコントロール回路132から発生され
る。図32に示す双方向転送バッファの動作について、
その動作波形図である図33を参照して説明する。
【0238】上述のごとく、DRAMアレイとSRAM
アレイとはそれぞれ独立に駆動することができる。図3
3において、SRAM部分に対しては、マスタクロック
Kの第1サイクルないし第6サイクルまではチップイネ
ーブルE#が“L”にあり、ライトイネーブルWE#お
よび制御クロックCC1#およびCC2#がともに
“H”であるため、SRAMリードモードが指定されて
おり、マスタクロックKの立上がりエッジで与えられた
SRAMアドレスAsに従ってスタティック型メモリセ
ルの選択が行なわれ、この選択されたメモリセルのデー
タが読出される。
【0239】DRAM部分においては、マスタクロック
Kの第3クロックにおいてロウアドレスストローブRA
S#が“L”に立下がる。これによりDRAMアクティ
ベートモードが指定され、そのときに与えられているD
RAMアドレスAdが行アドレスとして取込まれ、行選
択動作が実行される。RAS−CAS遅延時間tRCD
が経過すると、コラムアドレスストローブCAS#が
“L”に立下がる。転送方向指示DTG#は“H”であ
る。これによりDRAMリードトランスファモードが指
定され、そのときに与えられていたDRAMアドレスA
dをブロックアドレスとして、DRAMアレイにおいて
メモリセルブロックが選択され、この選択されたメモリ
セルのデータがリード転送バッファ210へ伝達される
(図32において転送制御信号φTDS1が“H”とな
る)。
【0240】DTBRロックアウト期間が経過すると
(この期間はレイテンシにより決定される)、SRAM
部分において、制御クロックCC1#が“L”に立下が
り、バッファリードトランスファ/リードモードが指定
される。これにより図32に示す転送制御信号φTDS
2が“H”となり、ラッチ回路230にラッチされてい
たデータがSRAMビット線対SBLに伝達される。こ
のSRAMビット線対SBLに伝達されたデータは、S
RAMリードトランスファ/リードモード指示時に与え
られたSRAMアドレスAsによりさらに選択され、デ
ータが読出される。すなわち、図33においてマスタク
ロックKの第8サイクルからDRAMアレイから転送さ
れた新たなデータb1…が連続的に読出される。
【0241】マスタクロックKの第8サイクルにおい
て、ロウアドレスストローブRAS#および転送方向指
示DTD#がともに“L”となり、DRAMプリチャー
ジモードが指定され、DRAMはプリチャージ状態に復
帰する。
【0242】図34は、DRAMとSRAMの並列動作
を模式的に示す図である。図34(A)において、SR
AMアレイにおいては、外部から与えられるSRAMア
ドレスAsにしたがってデータの読出が実行される。こ
のSRAMアレイにおけるデータ読出動作と並行して、
DRAMにおいて行およびメモリセルブロックMDB0
の選択が実行され、この選択されたメモリセルブロック
MDB0が転送バッファDTBRへ転送され、そこに保
持される。
【0243】図34(B)において、バッファリードト
ランスファ/リード動作が実行され、リード転送バッフ
ァDTBRに配置されているデータがSRAMアレイへ
転送され、このメモリセルデータブロックMDB0(1
6ビット)から1ビットのデータが同時に読出される。
この動作を繰返すことにより、高速でアクセスすること
ができる。
【0244】特に、グラフィック用途においては、次に
アクセスされるべき番地は予め知ることができる。すな
わち、CRTディスプレイにおいては1走査線上のデー
タが順次アクセスされる。このCRT上に表示されるデ
ータのアドレスは連続している。したがって常に次にア
クセスされるべき番地を知ることができる。このCDR
AMをグラフィック用途に利用することにより、DRA
Mアレイにおいて次にアクセスされるべきデータを予め
選択し、リード転送バッファにおいてラッチしておく動
作を実行することにより、高速でグラフィックデータの
処理を実行することができる。
【0245】また後に説明するがこの動作モードを利用
することにより、DRAMアレイにおけるセンスアンプ
を補助的なキャッシュとして利用することができ、キャ
ッシュミス時のペナルティを低減することもできる。こ
の動作については後に詳細に説明する。
【0246】図35は、DRAMアレイとSRAMアレ
イを並列に駆動する際の別の動作態様を示す図である。
図35においては、図33に示す動作と異なり、マスタ
クロックKの第10サイクルにおいて再びDRAMリー
ドトランスファモードを指定する。これによりリード転
送バッファへ現在選択されているDRAMの行のうちの
別のメモリセルブロックのデータが転送される。
【0247】マスタクロックKの第(n+1)サイクル
において、制御クロックCC1#を“L”、制御クロッ
クCC2#を“H”に設定する。これによりバッファリ
ードトランスファ/リードモードが指定され、リード転
送バッファDTBRに格納されていたデータがSRAM
アレイへ転送されるとともに、この転送されたメモリセ
ルデータブロックのうちのデータがさらに選択されて読
出される。この動作を繰返すことにより、大量のデータ
を高速で読出すことができる。
【0248】この動作モードすなわちDRAMの高速モ
ード(ページモード)を利用することにより、データ転
送動作を高速で実行することができる。すなわち図34
(A)および(B)に示す動作が繰返し実行される。D
RAMアレイのプリチャージモードが指定されるまで、
ページモード動作に従ってDRAMアレイからSRAM
アレイへのデータ転送を実行することができる。このと
き逆にまたSRAMアレイからDRAMアレイへデータ
のブロックをページモードに従って転送することができ
る。さらに、ライトデータ転送バッファ回路へは外部か
ら直接データを書込むことができるため、バッファライ
トモードを行なって次いでDRAMライトトランスファ
モードを指定すればDRAMアレイへページモードに従
ってデータの書込を行なうことができる。
【0249】[マスクレジスタ] 図1に示すように、ライトデータ転送バッファに対して
はマスクレジスタが設けられる。外部からバッファライ
トモードでデータをライトデータ転送バッファへ書込ん
だとき不要データがDRAMアレイへ転送されるのを防
止する必要があるためである。以下、このマスクレジス
タの機能について簡単に説明し、その詳細構成について
は後に双方向転送ゲートのより詳細な構成とともに説明
する。
【0250】図36は1ビットのライトデータ転送バッ
ファ回路に対応するマスクレジスタの構成の一例を示す
図である。図36において、マスクレジスタ290は、
インバータ回路266および268からなるラッチ回路
261と、セット指示信号φSに応答してこのラッチノ
ードLNへ電源電位Vccレベルの信号を伝達するゲー
ト262と、リセット指示信号φRに応答してラッチノ
ードLNへ接地電位Vssレベルの信号を伝達するゲー
ト264と、ラッチ回路261のラッチデータに従って
ライトデータ転送バッファ(DTBW)250の出力デ
ータを選択的にグローバルIO線対GIOへ伝達するゲ
ート270を含む。グローバルIO線対GIOは、DR
AMアレイにおいて配置され、選択されたDRAMセル
が結合される。16ビットの一括データ転送が行われる
ため、16対のグローバルIO線対GIOが配置され
る。セット指示信号φSが与えられるとマスクレジスタ
290は、マスクセットデータを格納し、ライトデータ
転送バッファ(DTBW)250からの書込データの転
送を禁止する。リセット指示信号φRが与えられると、
このマスクレジスタ290は、ライトデータ転送バッフ
ァ(DTBW)の出力するデータを通過させる。
【0251】図37は、マスクデータセットおよびリセ
ット指示信号を発生するための制御回路の構成の一例を
示す図である。マスクデータセット/リセット指示信号
発生系は、SRAMブロックアドレスAs0〜As3を
デコードするデコーダ272と、デコーダ272の列選
択信号CDとバッファライトモード指示信号φBWとを
受けるAND回路274と、AND回路274の出力と
バッファライトトランスファモード(バッファライトト
ランスファ/ライトモードを含む)指示信号φBWTと
を受けるOR回路278と、信号φTSD1の立下がり
に応答してワンショットのパルスを発生するパルス発生
回路280と、回路280の出力とマスクデータセット
指示信号φMSとを受けるOR回路282を含む。OR
回路278からマスクデータリセット指示信号φRが発
生され、OR回路282からマスクデータセット信号φ
Sが発生される。
【0252】バッファライトモードが指定されたときに
はこのデータが書込まれたライトデータ転送バッファに
対してのみマスクデータがリセット状態とされる。SR
AMアレイからのデータ転送を示すときにはすべてのビ
ットに対するマスクデータがリセット状態とされる。ま
たマスクデータセット信号φMS(これは後に説明する
コマンドレジスタから発生される)が発生されたときに
は、このマスクレジスタ290がセット状態となる。マ
スクイネーブルM0〜M3が利用されるとき、マスクイ
ネーブルM0〜M3が活性状態となるとゲート回路27
4の出力を“L”に設定する構成が用いられる。
【0253】図38(A)および(B)は、マスクレジ
スタの機能を模式的に示す図である。図38(A)にお
いて、外部からの書込データ(DQ)がライトデータ転
送バッファDTBWへ書込まれたとき、マスクレジスタ
MRにおいて、この書込を受けたライト転送バッファに
対応するマスクデータのみがリセット状態とされる。し
たがって、DRAMアレイ(DRAM)へデータを転送
するDRAMライトトランスファモード時においては、
このライトデータ転送バッファDTBWにおいて書込を
受けた転送バッファからのデータのみが伝達される。
【0254】図38(B)においては、SRAMアレイ
からライトデータ転送バッファDTBWへデータが転送
される。この状態において、マスクレジスタMRのマス
クデータはすべてリセット状態となる。したがってSR
AMアレイから伝達されたデータはすべてDRAMアレ
イへ伝達される。
【0255】上述のように、ライトデータ転送バッファ
(DTBW)に対してマスクレジスタを設けることによ
り、外部から直接ライトデータ転送バッファへデータを
書込むとき、必要なデータのみをDRAMアレイへ書込
むことが可能となる。
【0256】また、ライトデータ転送バッファに対しマ
スクレジスタを設けることにより、このCDRAMをC
PUのメインメモリとして用いる場合と、グラフィック
データ格納のために用いる場合との両方に容易に利用す
ることが可能となる。
【0257】また図32に示すようにリード転送バッフ
ァとライト転送バッファとを別々に設けることにより、
読出されるべきデータがDRAMアレイからリードデー
タ転送バッファへ伝達される前にライトデータ転送バッ
ファへデータを格納することができ(SRAMアレイか
らまたは外部から)、高速でアクセスを行なうことがで
きる。
【0258】さらに、このマスクレジスタを設けること
により、DRAMアレイにおいて、必要なデータのみを
書換えることができ(マスクデータをリセットすること
ができるため)、リードモディファイライト動作を用い
て一旦DRAMアレイからデータを読出し、このデータ
読出を受けたメモリセルのデータを外部から書換える必
要がなく、高速で必要なデータの書換を実行することが
できる。
【0259】図1に示す双方向データ転送バッファ回路
の構成において、ライトデータ転送バッファが一時レジ
スタを備えているのは、確実に必要なデータのみをDR
AMアレイへ転送するためである。通常、DRAMライ
トトランスファモードが指定されたとき、DRAMアレ
イが活性状態にあれば、このライトデータ転送バッファ
のデータがDRAMアレイ内の指定されたメモリセルブ
ロックに書込まれる。このときにはマスクレジスタによ
り書込みに対するマスクが実行される。マスクレジスタ
がセットされたビットに対しては書込は行なわれない。
ライトデータ転送バッファ(図1の符号144)と一時
レジスタ(図1の符号142)との間のデータの転送を
DRAMアドレスAdの最下位2ビットを用いて制御す
る。このレジスタ142および144の間のデータ転送
は、DRAMアクティベートコマンドが発行された後R
AS#レイテンシが経過しなおかつこのDRAMライト
トランスファモードが指定された後CAS#レイテンシ
が経過したサイクルで終了する。DRAMアドレスAd
0が“0”のときこのレジスタ142および144の間
のデータ転送は実行されず、“1”であればデータ転送
が実行される。
【0260】[実施例2] データ出力に対して、DQコントロールDQCを設け
る。このDQコントロールDQCによりデータの出力を
データ出力イネーブル状態および出力ハイインピーダン
ス状態に選択的に設定する。ディセレクト状態をこのD
QコントロールDQCにより制御する。制御クロックC
C1#を“L”に設定し、制御クロックCC0#、ライ
トイネーブルWE#を“H”に設定するとSRAMリー
ドモードが指定される。SRAMアレイにおいてデータ
が選択される。このとき、DQコントロールDQCを
“H”に設定すると、このSRAMアレイから読出され
たデータが出力される。データコントロールDQCを利
用するため、動作モードを指定する制御信号の状態が実
施例1と異なる。以下、実施例2におけるデータ転送に
関連する動作について簡単に転送データの流れを参照し
て説明する。
【0261】[SRAMリード] 図39は、この発明の実施例2に従うデータ転送回路の
構成を概略的に示す図である。図39において、DRA
Mアレイ102とSRAMアレイ104との間で双方向
にデータを転送する双方向データ転送回路1500と、
SRAMアレイ104および双方向データ転送回路15
00と外部との間でデータを転送する入出力回路143
5が設けられる。
【0262】データ転送回路1500は、DRAMアレ
イ102からSRAMアレイ104へデータを転送する
リードデータ転送バッファ(DTBR)1510と、DR
AMアレイ102へ書込みデータを転送するライトデー
タ転送バッファ(DTBW)1520と、ライトデータ転
送バッファ1510およびSRAMアレイ104からの
データを増幅する第1のセンスアンプ1512と、第1
のセンスアンプ1512の出力データを列デコーダ15
16からの選択信号に従って選択してかつ増幅する第2
のセンスアンプ1514と、入出力回路1435からの
書込みデータをSRAMアレイへ転送するライトドライ
ブ回路1518とを含む。ライトデータ転送バッファ1
520へは、入出力回路1435からの書込みデータま
たは第1のセンスアンプ1512の出力データが与えら
れる。列デコーダ1516は、図示しないSRAMアド
レス信号にしたがって選択信号を生成して、第2のセン
スアンプ1514およびライトドライブ回路1518へ
この生成した選択信号を与える。
【0263】入出力回路1435は、第2のセンスアン
プ1514の出力データを受けて外部読出データを生成
するメインアンプ1438と、外部書込みデータから内
部書込データを生成してライトドライブ回路1518お
よびライトデータ転送バッファ1520へ与える入力バ
ッファ(Dinバッファ)1434を含む。
【0264】図39においては、SRAMリードモード
動作時におけるデータの別の流れを併せて示す。図39
において、SRAMリードモード動作時においては、S
RAMアレイ104において行が選択され、この行に接
続されるメモリセルのデータが第1のセンスアンプ15
12で増幅された後第2のセンスアンプ1514へ伝達
される。列デコーダ1516がこの16ビットのうちの
1ビット(IOが4の場合)を選択し、対応の第2のセ
ンスアンプ1514を活性状態とする。選択された4ビ
ット(IOが4ビット構成の場合、以下の説明において
も同様とする)が第2のセンスアンプ1514で増幅さ
れてメインアンプ回路1438へ伝達される。DQコン
トロールDQCが“H”であれば、メインアンプ回路1
438が活性状態とされ、この読出されたデータが入出
力端子DQへ伝達される(ここで図39においてはデー
タ入出力構成としては、共通DQ配置が選択された状態
を示す。以下の説明においても同様とする)。
【0265】この状態において、DQコントロールDQ
Cが“L”であれば、メインアンプ回路1438は動作
せず、ディセレクトSRAMモードと同様となる。
【0266】[SRAMライトモード] 制御クロックCC0#を“H”に設定し、制御クロック
CC1#およびライトイネーブルWE#を“L”にセッ
トすると「SRAMライトモード」が指定される。DQ
コントロールDQCが“H”にあれば、そのときに与え
られた外部データが取込まれ内部書込データが生成され
る。この生成された内部書込データはそのときに与えら
れているSRAMアドレスAs0〜As11に従って選
択されたメモリセルへ書込まれる。
【0267】図40に示すようにSRAMライトモード
動作においてDQ出力端子に与えられたデータは、Di
nバッファ1434を介して書込ドライブ回路1518
へ与えられる。書込ドライブ回路1518は列デコーダ
1516からの列選択信号に応答してこの与えられたデ
ータをSRAMアレイ104における対応のメモリセル
へ書込む。
【0268】[バッファリードトランスファモード] 制御クロックCC0#およびDQコントロールDQCを
ともに“L”に設定し、制御クロックCC1#およびラ
イトイネーブルWE#を“H”に設定するとバッファリ
ードトランスファモードが指定される。DQコントロー
ルDQCを“L”に設定して出力ハイインピーダンス状
態とするのは、リード転送バッファ回路から転送された
データが誤って出力されるのを防止するためである。
【0269】このデータにおいて、リードデータ転送バ
ッファ回路(DTBR)にラッチされているデータがS
RAMアレイへ同時に転送される。この場合、SRAM
アドレスAs4〜As11がSRAMロウアドレスとし
て利用され、行選択動作が実行される。
【0270】図41に示すように、バッファリードトラ
ンスファモード動作時において、リードデータ転送バッ
ファ回路(DTBR)1510の16ビットのデータが
SRAMアレイ104の選択された行へ同時に伝達され
る。
【0271】[バッファライトトランスファモード] 制御クロックCC1#を“H”に設定し、制御クロック
CC0#、ライトイネーブルWE#およびDQコントロ
ールDQCを“L”に設定するとバッファライトトラン
スファモードが指定される。この場合、SRAMアレイ
からライトデータ転送バッファ回路へデータが伝達され
る。後に詳細に説明するが、ライトデータ転送バッファ
回路およびマスクレジスタ回路はともにテンポラリラッ
チ回路を含んでおり、2段のラッチ回路構成を備える。
バッファライトトランスファモードにおいてはこのライ
トデータ転送バッファ回路に含まれるテンポラリラッチ
にSRAMアレイからのデータが格納される。このとき
同様にマスクレジスタ回路においてこのテンポラリマス
クレジスタのマスクデータがすべてリセット状態とされ
る。SRAMアドレスAs4〜As11がSRAMロウ
アドレスとして取込まれてSRAMアレイにおける行選
択動作が実行され、選択された行のメモリセルのデータ
がライトデータ転送バッファ回路へ転送される。
【0272】図42に示すように、バッファライトトラ
ンスファモード動作時において、SRAMアレイ104
において選択された行に接続されるメモリセルのデータ
が第1のセンスアンプ1512により増幅された後にラ
イトデータ転送バッファ回路1520(正確にはそこに
含まれるテンポラリレジスタ)に格納される。
【0273】[バッファリードトランスファおよびリー
ドモード] 制御クロックCC0#を“L”に設定し、かつ制御クロ
ックCC1#、ライトイネーブルWE#およびDQコン
トロールDQCを“H”に設定するとバッファリードト
ランスファおよびリードモードが指定される。この場
合、リードデータ転送バッファ回路に格納されているデ
ータがSRAMアレイへ転送されるとともに、外部へデ
ータが伝達される。この場合には、SRAMアドレスA
s0〜As11がすべて利用される。バッファリードト
ランスファモードとバッファリードトランスファおよび
リードモードの指定時においては、制御信号の状態とし
ては、DQコントロールDQCの状態が異なっているだ
けである。このとき、DQコントロールDQCにより入
出力回路のみならず、列デコーダの活性/非活性をも制
御するように構成してもよい。
【0274】図43に示すように、バッファリードトラ
ンスファおよびリードモード動作時においては、リード
データ転送バッファ回路1510から16ビットのデー
タがSRAMアレイ104の選択された行へ伝達される
とともに、第1のセンスアンプ1512および第2のセ
ンスアンプ1514を介して、列デコーダ1516によ
り選択された16ビットのうちの1ビット(正確にはI
Oが4であり、4ビット)のデータがデータ入出力端子
DQへ伝達される。
【0275】[バッファライトトランスファおよびライ
トモード] 制御クロックCC0#およびライトイネーブルWE#を
ともに“L”に設定し、制御クロックCC1#およびD
QコントロールDQCを“H”に設定すると、バッファ
ライトトランスファおよびライトモードが指定される。
このモードにおいては、外部から与えられた書込データ
がSRAMアレイの対応のメモリセルへ書込まれるとと
もに、この書込まれたデータはまたライトデータ転送バ
ッファ回路に含まれる対応のレジスタに書込まれる。こ
の場合においても、ライトデータ転送バッファ回路にお
いてはテンポラリレジスタに対してこのデータ書込を受
けたメモリセルが接続される1行のデータが転送され
る。そのときマスクレジスタのマスクデータはすべてリ
セット状態とされる。
【0276】すなわち図44に示すように、データ入力
端子DQへ与えられたデータがDinバッファ1434
を介して書込ドライブ回路1518へ与えられ、この書
込ドライブ回路1518が列デコーダ1516からの列
選択信号に従って活性化されSRAMアレイ104の対
応のメモリセルへデータを書込む。データ書込を受けた
メモリセルを含む選択行の1行のメモリセルのデータが
第1のセンスアンプ1512を介してライトデータ転送
バッファ回路1520へ伝達される。ここで、図44に
おいては、書込ドライブ回路1518を介して書込デー
タがSRAMアレイ104の対応のメモリセルへ書込ま
れた後に第1のセンスアンプ1512を介してライトデ
ータ転送バッファ回路1520へ1行のメモリセルのデ
ータが伝達されているように示している。
【0277】しかしながら、この書込ドライブ回路15
18のSRAMアレイ104のメモリセルへのデータ書
込と並行してSRAMアレイ104の選択された行のメ
モリセルのデータを第1のセンスアンプ1512を介し
てライトデータ転送バッファ回路1520へ転送すると
ともに、このライトデータ転送バッファ回路1520に
おいては書込ドライブ回路1518と同様のタイミング
で対応のレジスタへのデータの書込が実行される構成が
利用されてもよい。
【0278】ここで、この構成において列デコーダ15
16が書込ドライブ回路1518および第2のセンスア
ンプ1514のみを駆動するように示されている。しか
しながら列デコーダ1516はまたライトデータ転送バ
ッファ回路1520に含まれるレジスタの選択機能をも
備えている。
【0279】このバッファライトトランスファおよびラ
イトモード動作時においてもDQコントロールDQCを
“L”に設定すればバッファライトトランスファ動作の
みが実行される。
【0280】[バッファリードモード] 制御クロックCC0#およびCC1#をともに“L”に
設定し、ライトイネーブルWE#およびDQコントロー
ルDQCを“H”に設定するとバッファリードモードが
指定される、バッファリードモード動作においては、S
RAMアドレス(ブロックアドレス)As0〜As3に
したがってリードデータ転送バッファ回路においてデー
タが選択され、該選択されたデータが出力される。この
場合、DQコントロールDQCを“L”に設定すれば、
データの読出が実行されず、ディセレクトSRAMモー
ド動作が行なわれる。
【0281】バッファリードモード動作時においては図
45に示すようにリードデータ転送バッファ回路151
0からのデータが第1のセンスアンプ1512により増
幅された後、列デコーダ1516からの列選択信号に従
って対応の第2のセンスアンプのみが活性化され、活性
化された第2のセンスアンプの出力がメインアンプ回路
1438へ伝達され、次いでそのメインアンプ回路14
38から読出データがデータ入出力端子DQへ伝達され
る。
【0282】[バッファライトモード] 制御クロックCC0#、およびCC1#ならびにライト
イネーブルWE#を“L”に設定し、DQコントロール
DQCを“H”に設定すると、バッファライトモードが
指定される。この場合、ブロックアドレスAs0〜As
3に従ってライトデータ転送バッファ回路における対応
のレジスタが選択され、該選択されたレジスタへ外部か
らのデータが書込まれる。この場合、ライトデータ転送
バッファ回路においては、データ書込を受けたレジスタ
に対するマスクデータのみがリセット状態とされる。
【0283】すなわち図46に示すように、バッファラ
イトモード時においては、列デコーダ1516からの列
選択信号(この経路は示さず)によりライトデータ転送
バッファ回路1520における対応のレジスタが選択さ
れ、その選択されたレジスタへDinバッファ1434
からの書込データが書込まれる。
【0284】上述の動作モード設定時において説明した
制御信号の状態については、DRAMアレイの動作に関
連する部分の制御信号およびそのDRAMアドレスの状
態を説明していない。SRAMアレイの駆動とDRAM
アレイの駆動とはそれぞれ独立に実行される。従って、
上述の動作モード設定時においては、DRAMアレイの
動作に関連する制御信号およびDRAMアドレスの状態
は任意である。
【0285】図47は、DRAMアレイの動作モードと
そのときの制御信号の状態およびデータ転送バッファの
状態を一覧にして示す図である。図47においては、D
RAMアレイ部の動作は、SRAMアレイ部の動作およ
びデータ入出力と無関係であり、SRAMに関連する制
御信号CC0#、CC1#、WE#およびDQCの状態
は任意である。したがってそれらの制御信号の状態を示
していない。
【0286】[DRAMパワーダウンモード] 先のサイクルにおいてDRAMクロックマスクCMd#
が“L”であれば、DRAMアレイはDRAMパワーダ
ウンモードに入り、先のサイクルで指定された状態を維
持する。チップセレクトCS#はSRAM部分およびD
RAM部分が新しい動作状態に入るのを防止するために
用いられる。第1の実施例において、チップイネーブル
E#はSRAMコントロール部分に対してのみ与えられ
ており、DRAM部分においては用いられていない。第
2の実施例においては、チップセレクトCS#はDRA
Mコントロール部分にへも与えられている。このチップ
セレクトCS#を“H”の不活性状態とすれば、DRA
Mは何ら動作しないノーオペレーション(NOP)モー
ドとなる。DRAM系の動作を制御するコントロール回
路へ与えられる内部チップセレクトは、このDRAMコ
ントロール回路をリセット状態にする。このDRAMコ
ントロール回路の動作可能/不可能状態を制御するため
に、この動作モードが利用される。
【0287】チップセレクトCSがクロック入力バッフ
ァへ与えられており、このチップセレクトCSが“H”
の場合には、内部動作タイミングを決定するマスタクロ
ックはDRAMコントロール回路およびSRAMコント
ロール回路両者へ与えられない構成が用いられてもよ
い。さらに、これらのコントロール回路内部において
は、チップセレクトCSが“H”のとき新しい制御信号
の取込みを禁止する。
【0288】[DRAMノーオペレーションモード] チップセレクトCS#が“L”のとき(以下の動作説明
はすべてこの条件を満足するものとする)、先のサイク
ルにおいてクロックマスクCMd#が“H”(この条件
は以下の動作説明においては同一であるとする)、ロウ
アドレスストローブRAS#およびコラムアドレススト
ローブCAS#がともに“H”にあれば、DRAMのノ
ーオペレーションモード(DNOPモード)が指定され
る。この場合、DRAMアレイにおいては前のサイクル
の状態が維持され、新しい動作を実行しない。このモー
ドは、DRAM部分が新しい動作モードに入るのを防止
するために用いられる。先のサイクルにおいてある動作
モードが指定されていた場合DRAMノーオペレーショ
ンモードが指定されてもその状態においては、内部で先
のサイクルで指定された動作が実行されている。
【0289】[DRAMリードトランスファモード] ロウアドレスストローブRAS#およびデータ転送指示
DTD#をともに“H”に設定し、コラムアドレススト
ローブCAS#を“L”に設定すると、DRAMリード
トランスファモードが指定される。DRAMリードトラ
ンスファモードにおいては、DRAMアレイにおいてア
ドレスAd4ないしAd9を列ブロックアドレスとして
図1に示すブロックデコーダ112によりメモリセルブ
ロック(列ブロック)が選択され、この選択された列ブ
ロック(メモリセルブロック)のデータをリードデータ
転送バッファ回路へ転送する。
【0290】すなわち図48に示すように、DRAMア
レイ102において選択された列ブロック(メモリセル
ブロックまたはデータブロック)が選択され、該選択さ
れた列ブロックがリードデータ転送バッファ回路151
0へ転送されるとともにそこでラッチされる。
【0291】[DRAMアクティベートモード] ロウアドレスRAS#を“L”に設定し、コラムアドレ
スストローブCAS#およびデータ転送指示DTD#を
ともに“H”に設定すると、DRAMアクティベートモ
ードが指定される。このモードにおいては、そのときに
与えられたアドレスAd0〜Ad11がDRAMロウア
ドレスとして取込まれ、このロウアドレスに従ってDR
AMアレイ内における行選択動作が実行される。DRA
Mアクティベートモードは、次に説明するDRAMプリ
チャージモードが指定されるまで行選択状態を維持す
る。このDRAMアクティベートモードを効果的に利用
することにより、DRAMのセンスアンプをデータラッ
チ状態とすることができ、ページモードを利用したデー
タ転送を実現することができる(第1の実施例と同様で
ある)。
【0292】[DRAMプリチャージモード] ロウアドレスストローブRAS#およびデータ転送指示
DTD#をともに“L”に設定し、コラムアドレススト
ローブCAS#を“H”に設定すると、DRAMプリチ
ャージモードが指定される。このモードにおいては、D
RAMアレイにおける選択ワード線が非選択状態へと移
行し、DRAMは初期状態(スタンバイ状態)に復帰す
る。DRAMアレイにおいて異なる行を選択する場合に
は、DRAMアクティベートモードと次のDRAMアク
ティベートモードとの間にこのDRAMプリチャージモ
ードを実行することが必要とされる。
【0293】[オートリフレッシュモード] アドレスストローブRAS#およびCAS#をともに
“L”に設定し、データ転送指示DTD#を“H”に設
定すると、DRAM部はオートリフレッシュモードが指
定される。このモードにおいては、CDRAM内部に設
けられたアドレスカウンタ(図1においては明確に示さ
ず)からリフレッシュアドレスが発生され、このリフレ
ッシュアドレスに従ってメモリセルデータのリフレッシ
ュが実行される。第1の実施例と同様このオートリフレ
ッシュモードを完了させるためには、DRAMプリチャ
ージモードを実行することが要求される。このときに与
えられたDRAMアドレスがリフレッシュアドレスとし
て利用されてもよい。
【0294】[ライトデータ転送バッファ回路からDR
AMアレイへのデータ転送動作モード] このDRAMアレイへのライトデータ転送バッファ回路
からのデータの転送モードは4種類存在する。ライトデ
ータ転送バッファ回路からDRAMアレイへのデータ転
送動作は、ロウアドレスストローブRAS#を“H”に
設定し、コラムアドレスストローブCAS#およびデー
タ転送指示DTD#をともに“L”に設定することによ
り指定される。この状態においては、このときに与えら
れていたアドレスAd4〜Ad9が列ブロックデコーダ
112(図1参照)に与えられDRAMアレイにおいて
選択された列ブロック(メモリセルブロックまたはデー
タブロック)に対するデータの転送が実行される。
【0295】データ転送モードには4種類存在する。以
下この4つのデータ転送モード動作について説明する。
【0296】図49はDRAMライトトランスファモー
ド(4つのデータ転送モードを総称的に表わす)におけ
る制御信号の状態を示す図である。マスタクロックKの
第1サイクルに立上がりエッジにおいてロウアドレスス
トローブRAS#が“L”に設定され、DRAMアクテ
ィベートモードが指定される。このときに与えられてい
たアドレスAd0〜Ad11がDRAMロウアドレスと
して取込まれ、DRAMアレイにおける行選択動作が実
行される。
【0297】予め定められたレイテンシ(コラムアドレ
スストローブCAS#を立下げてもよいのに必要とされ
るクロック数)が経過した後、マスタクロックKの第4
サイクルにおいて、コラムアドレスストローブCAS#
およびデータ転送指示DTD#がともに“L”に設定さ
れる。これによりDRAMライトトランスファモード
(DWTモード)が指定される。ライトトランスファモ
ードにおいては、DRAMアレイにおいて列ブロック
(メモリセルのブロックまたはデータブロック)を選択
する動作が実行される。アドレスとしてはAd4〜Ad
11が利用される。残りの下位アドレスAd0〜Ad3
がこのライトトランスファモードの形式を指定するため
のコマンドとして利用される。
【0298】図47に示す一覧表においては、下位アド
レスビットAd0〜Ad1のみが利用される状態が示さ
れる。残りのアドレスビットAd2およびAd3は将来
の機能拡張のために保存される。このコラムアドレスス
トローブCAS#の立下がり時に与えられるDRAM列
ブロックアドレスと同時にDRAMライトトランスファ
モード指定用のコマンドデータを与える構成とすること
により、データ転送モード指定用に余分にピン端子を必
要とすることがなくなり、チップ面積を低減することが
できる。
【0299】また外部制御装置もこのライトトランスフ
ァモード指定時に必要とされるデータを容易に生成して
CDRAMへ与えることができ、システム全体としての
制御も容易となる。この間の事情についてライトトラン
スファモードの詳細説明に移る前に説明する。
【0300】図50は、CDRAMを用いるデータ処理
システムの構成の一例を示す図である。図50におい
て、このデータ処理システムは、必要なデータの加工を
実行する外部処理装置としてのCPU2002と、メイ
ンメモリおよびキャッシュメモリとして機能するCDR
AM2000と、CDRAM2000の動作モードなど
を決定するキャッシュコントローラ2004と、CPU
2002からのSRAMアドレスA0〜A11をラッチ
するSRAMアドレスラッチ2006と、CPU200
0からのアドレスA10〜A21をDRAMロウアドレ
スとしてラッチする行ラッチ2008と、CPU200
2からのアドレスA4〜A9をDRAMコラムブロック
アドレスとしてラッチする列ラッチ2010と、行ラッ
チ2008および列ラッチ2010からのアドレスをマ
ルチプレクスしてCDRAM2000へ与えるマルチプ
レクサ2014を含む。マルチプレクサ2014は列ラ
ッチ2010からのアドレスとコマンドラッチ2012
からのコマンドデータとを同一のタイミングでCDRA
Mへ与える。
【0301】キャッシュコントローラ2004は、CP
U2002からのキャッシュアドレスA0〜A11にし
たがってキャッシュミス/キャッシュヒットを判定し該
判定結果に従った制御信号を発生する回路部分を含む。
ラッチ2006からCDRAM2000のSRAMアド
レスAs0〜As11が発生される。マルチプレクサ2
014からはCDRAM2000のDRAMアドレスA
d0〜Ad11が発生される。
【0302】図50に示すアドレスの構成においては、
CPU2002から与えられるアドレスビットA12〜
A21がキャッシュのタグアドレスとして利用される。
CPUアドレスビットA10およびA11がウェイアド
レスとして利用される。CPUアドレスビットA4〜A
9がセットアドレスとして利用される。CPUアドレス
ビットA0〜A3がブロックアドレスとして利用され
る。CPUアドレスビットA22〜A31(アドレスが
32ビットの場合)はチップセレクトアドレスとして利
用される。すなわち図50に示すアドレスの配置は4ウ
ェイセットアソシャティブ方式のマッピングがキャッシ
ュとメインメモリとの間で実現されている構成を示す。
【0303】キャッシュコントローラ2004は、図示
しないチップセレクトアドレスをデコードしチップセレ
クト信号(またはチップイネーブル(第1の実施例の場
合))を発生する。
【0304】図50に示す構成においては、マルチプレ
クサ2014は同じタイミングでDRAM列アドレスと
ライトデータ転送モード用コマンドデータを発生するこ
とができる。したがって動作速度に悪影響を及ぼすこと
なくライトトランスファモードの種類を決定することが
できる。またライトトランスファモードの種類識別用の
コマンドデータの発生方法としても、この制御方法は容
易である。
【0305】次に、このライトトランスファモードの各
動作について説明する。 [DRAMライトトランスファ1モード] このモードはDRAM列アドレスと同時に与えられたア
ドレスビットAd0およびAd1をともに“0”に設定
することにより指定される。このモードにおいては、ラ
イトデータ転送バッファDTBWにテンポラリレジスタ
からのデータがロードされるとともにロードされたデー
タがDRAMアレイへ転送される。このライトデータ転
送バッファ回路におけるテンポラリレジスタからデータ
転送バッファDTBWへのデータ転送と同期して転送マ
スク回路においてもテンポラリレジスタからのマスクデ
ータがマスクレジスタへ転送され、このデータ転送に対
しマスクがかけられる。このモードにおいてはデータ転
送完了後テンポラリレジスタのマスクデータがセット状
態とされる。
【0306】ここで、ライトデータ転送バッファ回路の
テンポラリレジスタ142、ライトデータ転送バッファ
DTBWは、図1において参照符号142および144
でそれぞれ示している。マスクレジスタ回路に対して
は、このテンポラリレジスタを示していない。この詳細
構成については後に説明する。現在の説明においては、
データ転送動作を明確にするために構成は少し簡略化さ
れる。
【0307】図51に示すように、DRAMライトトラ
ンスファ1モードにおいては、ライトデータ転送バッフ
ァ(DTBW)1520からデータがDRAMアレイ1
02へ伝達される。DRAMアレイ102においては、
列ブロック(メモリセルのブロックまたはデータブロッ
ク)が選択されており、この選択された列ブロックへデ
ータが同時に書込まれる。
【0308】[DRAMライトトランスファ1/リード
モード] このモードはアドレスビットAd0およびAd1をそれ
ぞれ“1”および“0”と設定することにより指定され
る。このモードにおいては、ライトデータ転送バッファ
回路(DTBW)のデータがDRAMアレイ内の選択さ
れた列ブロックへ伝達されるとともにさらにリードデー
タ転送バッファ回路へも転送される。このデータ書込を
受けたメモリセルを含む列ブロックからのデータをリー
ドデータ転送バッファ回路(DTBR)へ転送する。こ
れによりキャッシュミスライト動作時において、次に同
一ブロックが指定された場合データの読出をこのリード
データ転送バッファ回路から行なうことができるととも
に、リードデータ転送バッファ回路(DTBR)からS
RMAアレイ104へデータを書込むことにより、ミス
アクセスされたSRAMアレイ104内の内容を書換え
ることができ、キャッシュミス時におけるペナルティを
低減することができ、高速動作するCDRAMが得られ
る。
【0309】すなわち図52に示すように、DRAMラ
イトトランスファ/リード1モード動作時において、ラ
イトデータ転送バッファ回路(DTBW)1520から
DRAMアレイ102内の選択された列ブロックへデー
タが転送される(マスクレジスタのマスクデータに従っ
たマスクの動作が実行される)とともに、DRAMアレ
イ102内のこの選択された列ブロックのデータがリー
ドデータ転送バッファ回路(DTBR)1510へ伝達
される。
【0310】[DRAMライトトランスファ2モード] このモードは列ブロックアドレスビットAd0およびd
1をそれぞれ“0”および“1”と設定することにより
指定される。この動作モード時においては、ライトデー
タ転送バッファ回路(DTBW)からDRAMアレイ内
の選択された列ブロックへのデータ転送が実行される。
この場合、ライトデータ転送バッファ回路においては、
テンポラリレジスタからライトデータ転送バッファ(D
TBW)へのデータの転送は行なわれない。マスクレジ
スタにおいても同様である。
【0311】ライトデータ転送バッファ回路において
は、テンポラリレジスタと実際にDRAMアレイへデー
タを転送するバッファレジスタ部分とは切離される。D
RAMライトトランスファ2モードを繰返し実行すれ
ば、同じデータがDRAMアレイへ伝達される。DRA
Mアレイにおいてページモードで列ブロックを選択すれ
ば高速でDRAMアレイ内のデータを同一データで書換
えることができる。すなわちグラフィック処理用途にお
いていわゆる「塗りつぶし」を高速で実現することがで
きる。データ転送動作は見掛け上は図51に示すものと
同じとなる。同一データが転送されるか否かの違いが生
じるだけである。
【0312】[DRAMライトトランスファ2/リード
モード] このモードはアドレスビットAd0およびAd1を
“1”に設定することにより指定される。この動作モー
ドにおいてはDRAMライトトランスファ2モードに加
えてさらにDRAMアレイの選択された列ブロックのデ
ータがリードデータ転送バッファ回路(DTBR)へ転
送される動作が付け加えられる。この動作モードにおい
ても高速で「塗りつぶし」を実現することができ、グラ
フィックデータ処理用途に極めて効果的なCDRAMを
得ることができる。
【0313】[データ転送動作のまとめ] 図53はDRAMアレイからリードデータ転送バッファ
回路へのデータ転送動作シーケンスを示す波形図であ
る。以下図53を参照してDRAMアレイからリードデ
ータ転送バッファ回路へのデータ転送動作について説明
する。
【0314】マスタクロックKの第1サイクルにおいて
ロウアドレスストローブRAS#を“L”に設定し、コ
ラムアドレスストローブCAS#およびデータ転送指示
DTD#を“H”に設定すると、DRAMアクティベー
トモード(ACT)が指定される。DRAM部分におい
ては、そのときに与えられたアドレスAd0〜Ad11
をロウアドレスとして行選択動作が実行される。
【0315】RAS−CAS遅延時間tRCDが経過し
たサイクル、すなわちマスタクロックKの第4サイクル
において、コラムアドレスストローブCAS#が“L”
に設定され、ロウアドレスストローブRAS#およびデ
ータ転送指示DTD#が“H”に設定されると、DRA
Mリードトランスファモード(DRT)が指定される。
DRAMアレイにおいて選択行のうち与えられたアドレ
スを列ブロックアドレス(C1)として列ブロック(メ
モリセルのブロックまたはデータブロック)の選択が行
なわれ、この選択された列ブロックのデータがリードデ
ータ転送バッファ回路へ伝達される。いまレイテンシと
して3クロックサイクルが仮定される。
【0316】レイテンシは、先の第1の実施例において
も述べたように、新しいデータがリードデータ転送バッ
ファ回路からSRAMアレイおよび/またはデータ入出
力ピンDQへ伝達するのに必要とされるクロック数であ
り、リードデータ転送バッファ回路のアクセス時間と考
えることができる。レイテンシをnクロックサイクルと
した場合、第(n−1)サイクルは「DTBRロックア
ウト」状態とされる。すなわちリードデータ転送バッフ
ァ回路からのデータ転送が禁止される(このサイクルに
おいてはリードデータ転送バッファ回路へアクセスする
動作モードが禁止状態とされる)。
【0317】マスタクロックKの第7サイクルにおいて
リードデータ転送バッファ回路のデータは確定状態とな
り、このサイクルにおいて、DRAM部分においては再
びDRAMリードトランスファモードが指定される。マ
スタクロックKの第1サイクルにより指定された行にお
いて別の列ブロックの選択が列ブロックアドレス(C
2)にしたがって選択され、CASレイテンシの経過後
その新たに選択された列ブロック(メモリセルのブロッ
クまたはデータブロック)のデータがリードデータ転送
バッファ回路へ転送される。
【0318】一方、SRAM部分においては、マスタク
ロックKの第7サイクルにおいて制御クロックCC0#
およびCC1#がともに“L”に設定され、ライトイネ
ーブルWE#が“H”に設定される。DQコントロール
DQCは“H”であり、データの入出力は可能状態であ
る。この状態においてはバッファリードモードが指定さ
れ、そのときに与えられているアドレスAs0〜As3
にしたがってコラムデコーダが選択動作を実行し、リー
ドデータ転送バッファ回路に格納されたデータのうち対
応のデータを読出す。すなわちマスタクロックKの第8
サイクルにおいてデータB1が読出される。すなわち、
DRAMリードトランスファモード動作を実行し、レイ
テンシ経過時のサイクルにおいてバッファリードモード
(BR)動作を実行することにより、このバッファリー
ドトランスファモード動作が指定されてから時間tCA
C経過後に読出データを得ることができる。
【0319】マスタクロックKの第10サイクルにおい
て列ブロックアドレス(C2)により選択されたデータ
がリードデータ転送バッファ回路に格納される。このサ
イクルにおいて再びバッファリードモード動作(BR)
が実行され、各クロックサイクルごとにこのリードデー
タ転送バッファ回路に格納されたデータ(B2、B3、
B4およびB5)が順次読出される。
【0320】このバッファリードモード動作と並行し
て、マスタクロックKの第12サイクルにおいて再びD
RAMリードトランスファモードが指定され、3クロッ
クサイクル経過後にリードデータ転送バッファ回路のデ
ータが確定状態となる。SRAMアレイ部分において、
この第14サイクルはリードデータ転送バッファ回路へ
のアクセスが禁止状態とされるため、そのときに与えら
れているSRAMアドレスは無視される(DTBRロッ
クアウト期間のため)。
【0321】マスタクロックKの第15サイクルにおい
て再びバッファリードモード動作が指定され、このリー
ドデータ転送バッファ回路に格納されたデータ(B6)
が読出される。
【0322】マスタクロックKの第15サイクルにおい
てロウアドレスストローブRAS#およびデータ転送指
示DTD#が“L”に設定され、コラムアドレスストロ
ーブCAS#が“H”に設定され、DRAMプリチャー
ジモード(PCG)が指定される。これによりDRAM
アレイにおいて選択された行が非選択状態へと移行す
る。
【0323】上述のように、DRAMリードトランスフ
ァモードとバッファリードモードを組合せて利用するこ
とにより、SRAMアレイに何ら影響を及ぼすことなく
リードデータ転送バッファ回路を介してDRAMアレイ
のデータを読出すことができる。この動作モードは、D
RAMのページモードを利用して実行することができる
ため(DRAMアクティベートモード動作がDRAMプ
リチャージモード動作が実行されるまで持続される)、
高速でデータの読出を行なうことができる。
【0324】図54は、ライトデータ転送バッファ回路
からDRAMアレイへのデータ転送動作シーケンスを示
す波形図である。以下、図54を参照してこのライトデ
ータ転送バッファ回路からDRAMアレイへデータを転
送するDRAMライトトランスファモード動作について
説明する。
【0325】マスタクロックKの第1サイクルにおい
て、ロウアドレスストローブRAS#が“L”に設定さ
れ、コラムアドレスストローブCAS#およびデータ転
送指示DTD#がともに“H”に設定され、DRAMア
クティベートモード(ACT)が指定され、DRAMア
レイにおいて行選択動作が実行される。
【0326】一方、SRAM部分においては、マスタク
ロックKの第1サイクルないし第4サイクルにおいてバ
ッファライトモード(BW)動作が実行され、データB
1〜B4がそれぞれマスタクロックKの第2サイクルな
いし第4サイクルにおいて順次ライトデータ転送バッフ
ァ回路に含まれるテンポラリレジスタに格納される。バ
ッファライトモード(BW)の指定は制御クロックCC
0#およびCC1#およびライトイネーブルWE#をす
べて“L”に設定し、かつDQコントロールDQCは
“H”に設定することにより実現される。
【0327】マスタクロックKの第4サイクルにおい
て、ロウアドレスストローブRAS#を“H”に設定し
かつコラムアドレスストローブCAS#およびデータ転
送指示DTD#をともに“L”に設定することによりD
RAMライトトランスファ1モード(DWT1)動作が
指定される。このDRAMライトトランスファ1モード
か指定されると、テンポラリレジスタに格納されていた
データ(B1〜B4)がライトデータ転送バッファ(D
TBW)へ転送される。ライトデータ転送バッファ(D
TBW)へ転送されたデータはレイテンシ(3クロック
サイクル)経過後にDRAMアレイにおいて選択された
列ブロック(メモリセルのブロックまたはデータブロッ
ク)へ格納される。
【0328】このレイテンシが経過したとき、すなわち
マスタクロックKの第7サイクルにおいて再びコラムア
ドレスストローブCAS#およびデータ転送指示DTD
#が“L”に設定され、ロウアドレスストローブRAS
#が“H”に設定される。このモードにおいて、そのと
きに与えられているSRAMアドレスAs0〜As3を
コマンドデータとして設定することによりDRAMライ
トトランスファ2(DWT2)モードが指定される。こ
のDRAMライトトランスファ2モードが指定される
と、テンポラリレジスタとライトデータ転送バッファ
(DTBW)が切離され、テンポラリレジスタからライ
トデータ転送バッファ(DTBW)へのデータ転送が行
なわれない。ライトデータ転送バッファ(DTBW)に
格納されたデータがDRAMアレイ内において選択され
た列ブロックへレイテンシ経過後に伝達される。
【0329】ここで、図54において、DRAMライト
トランスファモードにおいて、モードの指定はDRAM
ライトトランスファモード指定時におけるDRAMアド
レスAd0〜Ad3により行なわれる。したがって、S
RAM部分における動作に悪影響を及ぼすことなくDR
AMライトトランスファモードの指定を行なうことがで
きる。
【0330】マスタクロックKの第10サイクルにおい
て再びバッファライトモード(BW)が指定され、デー
タB5、B6およびB7がマスタクロックKの第10な
いし第12サイクルにおいてライトデータレジスタ(テ
ンポラリレジスタ)に格納される。
【0331】マスタクロックKの第12サイクルにおい
て再びDRAMライトトランスファ1モードが指定さ
れ、テンポラリレジスタに格納されたデータB5〜B7
がライトデータ転送バッファへ転送される。所定のレイ
テンシの期間が経過後この新しいデータB5〜B7がD
RAMの選択された列ブロックへ格納される。ここで、
マスタクロックKの第13サイクルにおいてSRAM部
分においてはバッファライトモード(BW)モードが指
定されている。しかしながら、この動作モードは、ライ
トデータ転送バッファこのサイクルにおいてはテンポラ
リレジスタの格納データがライトデータ転送バッファへ
転送されているため、テンポラリレジスタへのアクセス
は禁止されている。したがってこのマスタクロックKの
第13サイクルにおいて指定されるバッファライトモー
ド動作は実行されない。
【0332】マスタクロックKの第15サイクルにおい
てDRAMプリチャージモード(PCG)動作が指定さ
れ、DRAMアレイはプリチャージ状態に復帰する。
【0333】すなわち、このDRAMライトトランスフ
ァモードにおいては、テンポラリレジスタとライトデー
タ転送バッファとが設けられているため、SRAM部分
における動作とパイプライン的または独立にDRAMア
レイのデータ転送を行なうことができる。ライトトラン
スファ1モードにおいてはその第1サイクルにおいてテ
ンポラリレジスタとライトデータ転送バッファとを接続
し、次のサイクルが始まる以前にこのテンポラリレジス
タとライトデータ転送バッファとを切離す。この切離し
時においてテンポラリレジスタに対応するマスクレジス
タ回路内のマスクデータをすべてセット状態に設定す
る。
【0334】このテンポラリレジスタとライトデータ転
送バッファとが切離された後にテンポラリレジスタへデ
ータをSRAMアレイからまたは外部から書込むことが
できる。
【0335】DRAMライトトランスファ2モード動作
においては、テンポラリバッファとライトデータ転送バ
ッファとが切離されたままである。したがって、テンポ
ラリレジスタからライトデータ転送バッファへのデータ
転送は行なわれず、前のサイクルにおいてライトデータ
転送バッファに格納されたデータがDRAMアレイの選
択列へ転送される。
【0336】DRAMライトトランスファモードにおい
て、DRAMアレイへのデータ転送とともにリードデー
タ転送バッファ回路へ動作を転送するモードが設けられ
ている。これはキャッシュメモリとして利用する場合に
効果的である。
【0337】[ライトトランスファ動作制御系] 図55は、DRAMライトトランスファ動作を制御する
ための構成を示す図である。図55において、ライトト
ランスファ制御系は、内部のDRAMマスタクロックD
K、内部ロウアドレスストローブRAS、内部コラムア
ドレスストローブCASおよび内部データ転送指示DT
Dに応答してDRAMライトトランスファモードが指定
されたことを検出するライトトランスファ検出回路21
10と、信号DK、RAS、CASおよびDTDに従っ
て、DRAMライトトランスファモードが指定されたと
き、そのときに与えられたDRAM列アドレスの下位2
ビットAd0およびAd1を格納するコマンドレジスタ
2112と、信号DK、RAS、CAS、およびDTD
に応答して、DRAMアレイからリードデータ転送バッ
ファ回路2106へのデータ転送が指示されたことを検
出するリードトランスファ検出回路2114を含む。ラ
イトトランスファ検出回路2110、コマンドレジスタ
2112、およびリードトランスファ検出回路2114
は、図1に示すDRAMコントロール回路128に含ま
れる。コマンドレジスタ2112は下位ビットアドレス
Ad0 およびad1のみを受けるように示している。ア
ドレスビットAd0〜ad3が利用されてもよい(機能
拡張のために)。
【0338】ライトトランスファ検出回路2110は、
DRAMライトトランスファモードが指定されたとき、
ライトデータ転送バッファ(DTBW)2100からD
RAMアレイ(図55においてグローバルIO線対GI
Oを示す)へのデータ転送を指定する信号φBDと、D
RAMライトトランスファモードが指定されたとき、テ
ンポラリレジスタ2104からライトデータ転送バッフ
ァ(DTBW)2100へのデータ転送を行なうための
転送信号φTBEを発生する。
【0339】制御系はさらに、ライトトランスファ検出
回路2110からの信号φTBEとコマンドレジスタ2
112からのアドレスビットAd1を受け、DRAMラ
イトトランスファ1モード(テンポラリレジスタからラ
イトデータ転送バッファへのデータ転送が行なわれる)
が指定されたとき、転送指示信号を発生するゲート回路
2116と、コマンドレジスタ2112からのアドレス
ビットAd0と信号φTBEとを受け、リードデータ転
送バッファ(DTBR)2106へのデータ転送を含む
ライトトランスファモードが指定されたときに該モード
検出信号を発生するゲート回路2118と、リードトラ
ンスファ検出回路2114からのリードトランスファモ
ード検出信号φDRMとゲート回路2118との出力と
に応答して、DRAMアレイからリードデータ転送バッ
ファへのデータ転送を指示する信号を発生するゲート回
路2120と、ゲート回路2120の出力に応答して、
リードデータ転送バッファ(DTBR)2106へのデ
ータ転送を駆動するドライブ信号φDRを発生するリー
ドトランスファドライブ回路2122を含む。リードト
ランスファドライブ回路2112は、ゲート回路211
8の出力およびリードトランスファモード検出信号φD
RMの一方が活性状態となったときにリードデータ転送
バッファ(DTBR)2106へのデータ転送をドライ
ブする信号φDRを発生する。
【0340】ライトデータ転送バッファ(DTBW)2
100とテンポラリレジスタ2104との間には転送ゲ
ート2102が設けられる。転送ゲート2102はゲー
ト回路2116の出力に応答してテンポラリレジスタ2
104の出力をライトデータ転送バッファ(BTDW)
2100へ転送する。
【0341】上述の構成を利用することにより、DRA
Mライトトランスファモードの種類を検出し、該検出さ
れた動作モードにしたがって正確にデータ転送動作を実
行することができる。
【0342】次に、このDRAMライトトランスファ2
モード(リードデータ転送バッファ回路へのデータ転送
を行なうモードを含む)の動作について説明する。
【0343】[DRAMライトトランスファ2モード] 今、図56に示すように、バッファライト(BW)モー
ドにしたがってライトデータ転送バッファ回路へデータ
を書込み、続いてライトトランスファ1(DWT1)モ
ードを実行し、続いて複数回DRAMライトトランスフ
ァ2(DWT2)モードを実行した場合を考える。DR
AMライトトランスファモードの種類の指定は、各モー
ドにおいてDRAMアドレスAdの下位2ビットA0お
よびA1(Ad0およびAd1に対応)の値を指定する
ことにより、行なわれる。
【0344】図57(A)は、このDWT1モード時に
おけるデータの流れを示す図である。図57(A)に示
すように、DRAMライトトランスファ1モードにおい
ては、テンポラリレジスタに格納された16ビットのデ
ータD1〜D16がライトデータ転送バッファ回路(D
TBW)へ転送される。このとき、同様にマスクレジス
タにおいてもテンポラリレジスタとの階層構造を備えて
いるため、このテンポラリマスクレジスタのマスクデー
タが、マスクレジスタへ格納される。ライトデータ転送
バッファ回路(DTBW)に格納されたデータD1〜D
16はマスクレジスタに格納されたマスクデータM1〜
M16にしたがってマスクをかけられて、DRAMアレ
イにおいて選択された列ブロック(斜線領域A)に転送
される。テンポラリマスクレジスタのマスクデータは、
マスクレジスタへのマスクデータへの転送後すべてセッ
ト状態とされる。続いてバッファライト(BW)モード
でテンポラリレジスタにデータの書込みが行なわれたと
き対応のマスクデータがリセット状態とされるようにす
るためである。
【0345】図57(B)は、DRAMライトトランス
ファ2モードにおけるデータの流れを示す図である。こ
のDRAMライトトランスファ2モードにおいては、図
57(B)に示すように、テンポラリレジスタからライ
トデータ転送バッファ回路(DTBW)へのデータ転送
は実行されない。したがって、ライトデータ転送バッフ
ァ回路(DTBW)における格納データは前のサイクル
にテンポラリレジスタから転送されたデータである。マ
スクレジスタにおいても、テンポラリマスクレジスタか
らのマスクデータの転送は実行されない。したがって、
前のサイクルと同じデータがDRAMアレイ内において
選択された行の異なる列ブロックに転送される。DRA
Mアレイにおいては、列ブロック単位で同じデータが書
込まれる。
【0346】図57(B)に示す動作を繰返し実行する
ことにより、図58に示すように、ディスプレイ装置の
表示画面CRTの所定の領域Bを高速で同一のデータで
変更することができる。グラフィック処理におけるいわ
ゆる「塗りつぶし」動作を高速で実行することができ
る。なおマスクレジスタの構成については、後に詳細に
説明する。
【0347】このDRAMライトトランスファモードに
おいては、マスクレジスタのマスクデータによりDRA
Mアレイへのデータ転送にマスクをかけることができ
る。したがって、DRAMアレイのデータを外部書込デ
ータで書換える場合、いわゆるリードモディファイライ
トモードを実行する必要がなく、高速でDRAMアレイ
の内容を変更することができる。
【0348】CDRAMは製造後チップ単体または回路
に組込んた状態において正常に動作しているかのテスト
が行なわれる。すなわち図59に示すようにCDRAM
2500に対しテスタ2510から様々なパターンを持
つテストパターンが与えられ、そのテストパターンによ
るCDRAM2500の動作状態を識別することにより
CDRAM2500が正常に動作しているか否かを判別
する必要がある。この場合、CDRAMのテストが容易
に実現されるのがテストの信頼性およびテスト時間の短
縮の観点から好ましい。そこで、次にテストを容易に実
行するための構成について説明する。
【0349】[セットコマンドレジスタモード] セットコマンドレジスタモード(SCRサイクル)は、
図60に示すようにマスタクロックKの立上がりエッジ
でロウアドレスストローブRAS#、コラムアドレスス
トローブCAS#、およびデータ転送指示DTD#をと
もに“L”に設定することにより指定される。このとき
DRAMアドレスがコマンドデータとなる。コマンドデ
ータはコマンドレジスタに格納され、CDRAMのピン
配置(IO構成)、レイテンシおよび出力モード(トラ
ンスペアレント、レジスタ、およびラッチ)の設定が実
行される。このようなコマンドデータをテスタで容易に
発生することができるのが望ましい。
【0350】図61は、セットコマンドレジスタサイク
ル時におけるコマンドデータの構成を示す図である。D
RAMアドレスAdのうち下位9ビットAd0〜Ad8
をコマンドの内容とし、コマンドレジスタへ格納する。
アドレスビットAd9は、DRAMライトトランスファ
モードにおけるリードデータ転送バッファ回路へのデー
タ転送の有無を示すビットとして利用される。
【0351】アドレスビットAd10は、DRAMライ
トトランスファモードがDWT1モードを含むかDWT
2モードを含むかを示すために用いられる。アドレスビ
ットAd11はテストモードをセット/リセットするた
めに利用される。テストモードか指定された場合には、
DRAMライトトランスファモード時においてコマンド
データAd0〜Ad3が設定されるが、そのときのコマ
ンドデータは無視される。
【0352】この構成とすれば、テスタは、DRAMア
ドレスAd0〜Ad11を用いてコマンドデータのみを
発生することができる。DRAM列ブロックアドレスと
DRAMライトトランスファモードの種類を示すコマン
ドデータとを同時に与える必要はない。したがって、テ
スタの構成が容易となり、かつコマンドデータの設定を
容易に行なうことができ、信頼性の高いテストを実現す
ることができる。
【0353】図62はテストモード時におけるコマンド
データとDRAMライトトランスファモードとの対応関
係を示す図である。図62に示すように、セットコマン
ドレジスタモードにおいて、アドレスビットAd11が
“1”(“H”)であればテストモードがセットされ、
“0”であればテストモードはリセットされる。テスト
モードがセットされた状態において、アドレスビットA
d10およびAd9がともに“0”であれば、DWT1
モードが指定される。アドレスビットAd10およびA
d9が“0”および“1”にそれぞれあれば、DWT1
Rモードが指定される。
【0354】アドレスビットAd10およびAd9がそ
れぞれ“1”および“0”であればDWT2モードが指
定される。アドレスビットAd10およびAd9がとも
に“1”であればDWT2Rモードが指定される。
【0355】テストモード時においては、セットコマン
ドレジスタモードにしたがってテストモードリセットが
実行されるかまたはオートリフレッシュモードが実行さ
れるまで持続的にテストモード状態となる。テストモー
ド状態においてはDRAMアレイのオートリフレッシュ
が実行される。これに代えて、コマンドレジスタの設定
のみがセットコマンドレジスタサイクルにおいて実行さ
れるように構成されてもよい。
【0356】図63はテストモードのセット/リセット
に応じてDRAMライトトランスファモードの指定を行
なうための回路構成例を示す図である。図63におい
て、テストモード制御系は、内部制御信号RAS、CA
S、DTDおよびDRAMマスタクロックDKを受け、
セットコマンドレジスタ(SCR)モードが指定された
か否かを判別するSCRモード検出器2600と、SC
Rモード検出回路2600からのSCRモード検出に応
答してDRAMアドレスAd0〜Ad11をコマンドデ
ータとしてラッチするコマンドレジスタ2602と、コ
マンドレジスタ2602からのアドレスAd11に対応
するデータを受け、テストモードが指定されたか否かを
判別するテストモード検出回路2604とを含む。
【0357】SCRモード検出回路2600は、マスタ
クロックDKの立上がりエッジで信号RAS、CASお
よびDTDがすべて“L”となったときにSCRモード
が指定されたと判断する。コマンドレジスタ2602
は、このSCRモード検出回路2600からのSCRモ
ード検出に応答してそのときに与えられていたDRAM
アドレスAd0〜Ad11をラッチする。コマンドレジ
スタ2602は、図63において、単なるラッチ回路の
ように示される。DWTモード検出回路2110および
コマンドレジスタ2112は、図54に示すものと同様
であり、DRAMライトトランスファモードの種類を検
出するための回路構成である。コマンドレジスタ211
2はDRAMライトトランスファモードの種類を示すコ
マンドデータをDWTモード検出回路2110からのD
WTモード検出に応答してラッチする。
【0358】テストモード制御系はさらに、テストモー
ド検出回路2604の出力に応答して、コマンドレジス
タ2602からのアドレスAd9およびAd10とコマ
ンドレジスタ2112からのアドレスAd0およびAd
1(ここで内部信号はアドレスと同じ符号を用いている
がコマンドデータである)の一方を通過させるための選
択ゲート回路2606を含む。選択ゲート回路2606
では、テストモード検出回路2604がテストモードを
検出している場合には転送ゲート2611と2613が
オン状態となり転送ゲート2615および2617がオ
フ状態となる。これにより図55に示すゲート回路21
16および2118へはそれぞれアドレスAd10とA
d9が伝達される。テストモードがリセット状態とされ
たとき、テストモード検出回路2604の出力は“L”
となり、転送ゲート2611および2613がオフ状
態、転送ゲート2615および2617がオン状態とな
る。
【0359】テストモード動作がSCRモードにより指
定された場合、再びこのSCRモードを用いてテストモ
ードリセット(ビットAd11を“0”に設定する)が
実行されるかまたはオートリフレッシュモード(ARF
モード)が指定されるまでテストモードが維持される。
テストモード動作時においては、したがってテストモー
ド検出回路2604の出力が持続的に“H”となり、D
RAMライトトランスファモード指定時においてコマン
ドレジスタ2112からのコマンドデータは無視され、
SCRモード設定時において指定されたアドレスAd1
0およびAd9がDRAMライトトランスファモードの
種類識別ビットとして伝達される。
【0360】この図63に示す構成では、コマンドレジ
スタ2602および2112へ外部アドレスAd0〜A
d11が与えられている。DRAMアレイにおいてSC
Rモードが指定されたときオートリフレッシュが実行さ
れるため内部アドレスとしてリフレッシュアドレスが発
生される場合も考えられ、この状態を防止するためであ
る。またこの外部アドレスをコマンドデータとして取込
む構成とすることにより、DRAMアレイの活性状態
(DRAMアクティベートモードが実行されている)に
おいてコマンドレジスタにこのDRAMの動作に悪影響
を及ぼすことなくコマンドデータを設定することができ
る。
【0361】[キャッシュ動作] 図64はキャッシュシステムの構成の一例を示す図であ
る。図64において、キャッシュシステムは、外部処理
装置としてのCPU3000と、メインメモリおよびキ
ャッシュメモリとして機能するCDRAM3200と、
CDRAM3200へのアクセスを制御するためのキャ
ッシュ制御回路3100を含む。CDRAM3200
は、それぞれ独立に駆動されるSRAM部3210およ
びDRAM部3230と、SRAM部分3210とDR
AM部分3230との間のデータ転送および装置外部と
のデータの出力を行なうための双方向データ転送回路
(DTB)3220を含む。
【0362】キャッシュ制御回路3100は、CPU3
000から与えられるセットアドレスをデコードし、対
応のセットを選択する信号を発生するデコーダ3102
と、各セットごとにタグアドレスを格納するタグメモリ
3106と、タグメモリに格納されたタグアドレスに対
応するSRAM部3210とDRAM部3230の内容
が異なっているか否かを記憶するダーティビットメモリ
3104と、CPU3000からのチップセレクトおよ
びタグアドレスを受け、タグメモリ3106においてデ
コーダ3102により指定されたセットのタグアドレス
を読出し、タグアドレスが一致しているか否かを判別す
るとともにチップセレクトアドレスがCDRAM320
0を指定しているか否かを判断し、該判断結果に従って
制御信号を発生するコントローラ3108と、キャッシ
ュミス時(タグアドレスの不一致時)CPU300から
のタグアドレスをタグメモリ3106の対応のセットへ
格納するとともに、このタグメモリ3106から読出さ
れた内部アドレスをCDRAM3200へ与える(コピ
ーバック動作)セレクタ3100を含む。
【0363】CDRAM3200において、SRAM部
3210における1行はDRAM部3230における任
意の列ブロックとデータの転送を行なうことができる。
したがって任意のマッピング(ダイレクトマッピング、
セットアソシャティブおよびフルアソシャティブ)を実
現することができる。
【0364】[双方向データ転送回路の実施例3] 図65は、双方向データ転送回路のさらに他の構成を示
す図である。図65において、双方向データ転送回路
は、DRAM部分3500へデータを転送するためのラ
イトデータ転送回路3520と、ライトデータ転送回路
3520の書込データの転送に対しマスクをかけるため
のマスク回路3530を含む。ライトデータ転送回路3
520は、一時的にデータを格納するためのテンポラリ
ライトデータレジスタTDTBWと、テンポラリレジス
タTDTBWからのデータを受けてDRAM部3500
へ転送するライトデータ転送バッファDTBWを含む。
ライトデータ転送バッファDTBWはまたときにはリー
ドデータ転送バッファDTBRへもデータを転送する。
【0365】マスク回路3530は、テンポラリマスク
レジスタTMRと、テンポラリマスクレジスタTMRか
らのマスクデータを受けるマスタマスクレジスタMR
と、マスタマスクレジスタMRからのマスクデータを受
けて、ライトデータ転送バッファDTBWからのライト
データに対しマスクをかけるマスクゲート回路3540
を含む。まず、簡単にこのライトデータ転送に対しマス
クをかける動作について説明する。
【0366】まず、図66を参照して、バーストライト
モード動作を実行した場合の動作について説明する。こ
の場合、外部から与えられるデータが、コラムデコーダ
の出力に従ってテンポラリレジスタTDTBWの対応の
レジスタに書込まれる。このテンポラリレジスタTDT
BWへのデータの書込と並行して、テンポラリマスクレ
ジスタTMRにおいて、対応のレジスタのマスクデータ
がリセット状態とされる。リセットされたマスクデータ
はデータの通過を許可する。セット状態のマスクデータ
はデータの通過を禁止する。
【0367】次に、図67を参照して、DRAMアレイ
へのライトデータの転送動作について説明する。DRA
Mライトトランスファ1モードが指定されたとき、テン
ポラリレジスタTDTBWの格納するデータが、ライト
データ転送バッファDTBWへ転送される。この転送と
並行してテンポラリマスクレジスタTMRのマスクレジ
スタがマスタマスクレジスタMRへ転送され、次いでマ
スクゲート回路3540へ伝達される。マスクゲート回
路3540は、この与えられたマスクデータに従ってラ
イトデータ転送バッファDTBWからのライトデータに
対しマスクをかけてDRAMアレイへ転送する。
【0368】テンポラリレジスタTDTBWおよびTM
Rから対応のバッファDTBWおよびMRへのデータの
転送は、データ転送が指定された最初のサイクルにおい
て実行される。この最初のサイクルの終了時、テンポラ
リマスクレジスタTMRのマスクデータはすべてセット
状態とされる。次のサイクルからバッファライトモード
に従ってライトデータ転送回路(テンポラリデータレジ
スタ)へデータを書込むことが可能となる。このマスク
レジスタを設けることにより、必要なデータのみをDR
AMアレイへ書込むことが可能となる。SRMAアレイ
からデータ転送を受けた場合、テンポラリマスクレジス
タのマスクデータはすべてリセットされる。この場合、
ライトデータ転送バッファのデータはすべてDRAMア
レイ部へ転送される。次に、具体的に、動作波形図を参
照してこのライトデータの転送動作について説明する。
【0369】図68は、SRAMアレイから転送された
データをDRAMアレイへ書込む際の双方向データ転送
回路の動作を示す波形図である。図68において、まず
マスタクロックKの第1サイクルにおいて、DRAM部
において、DRAMアクティベートモード(ACTサイ
クル)動作が行なわれる。これによりDRAMアレイに
おいて行選択動作が実行される。一方、SRAMアレイ
においては、制御クロックCC0#、CC1#、および
ライトイネーブルWE#の条件により、バッファライト
トランスファモード(BWTサイクル)が指定される。
それによりSRAMアレイにおいて選択された1行のメ
モリセル(16ビット)のデータが、テンポラリデータ
レジスタ(data0〜data15)に転送される。
このSRAMアレイからテンポラリデータレジスタへの
データ転送サイクルにおいて、テンポラリマスクレジス
タのマスクデータmask1〜mask15がすべてリ
セットされる。
【0370】マスタクロックKの第4サイクルにおい
て、コラムアドレスストローブCAS#およびデータ転
送指示DTD#により、DRAMライトトランスファ1
モード(DWT1サイクル)が指定される。このDWT
1サイクルにおいて、テンポラリレジスタに格納された
データdata0〜data15がライトデータ転送バ
ッファDTBW<0−15>(DTBW0〜DTBW1
5を示す)へ転送される。DWT1サイクルの第1サイ
クル完了時においてテンポラリマスクレジスタのマスク
データはすべてセット状態とされる。マスタクロックK
の第5サイクルからSRAMアレイからテンポラリデー
タレジスタへのデータ転送が実行可能である。
【0371】DWT1サイクルのレイテンシが経過した
後においては、DRAMアレイへすでにライトデータ転
送バッファDTBWから書込データが、すべてマスクデ
ータに従って転送されている。マスタクロックKの第7
サイクルにおいて、再びBWTサイクルが決定され、テ
ンポラリマスクレジスタのマスクデータがすべてリセッ
トされる。マスタクロックKの第8サイクルにおいて、
DRAMライトトランスファ2(DWT2)モード動作
が指定される。この場合、テンポラリデータレジスタと
ライトデータ転送バッファとの間のデータ転送動作は実
行されない。ライトデータ転送バッファに格納されたデ
ータが、DRAMアレイの選択されたメモリセルブロッ
クへ伝達される。
【0372】マスタクロックKの第9サイクル以降は、
NOP(ノーオペレーション)モードが指定されてお
り、このCDRAMの内部状態は変化しない。
【0373】SRAMアレイからライトデータの転送時
において、テンポラリマスクレジスタのマスクデータ
は、すべてリセット状態とされる。一方、ライトデータ
転送バッファからDRAMアレイへのデータ転送時にお
いては、すなわち、テンポラリデータレジスタからライ
トデータ転送バッファへのデータ転送時においては、そ
のサイクル(クロックサイクル)完了時にテンポラリマ
スクレジスタのマスクデータがすべてセット状態とされ
る。
【0374】図69は、バッファライトモード動作を行
なった場合のマスクデータの変化を示す信号波形図であ
る。図69において、マスタクロックKの第1クロック
サイクルにおいて、DRAMアクティベートモード(A
CTサイクル)が実行される。一方において、SRAM
部分においては、バーストライトモード(BWサイク
ル)が実行され、外部から与えられたデータが、アドレ
スAs0〜As3に従ってテンポラリデータレジスタの
対応のレジスタへ書込まれる(data0として示
す)。このデータ書込と並行して、対応のテンポラリマ
スクレジスタのマスクデータ(mask0)がリセット
される。以降繰返し最大16ビットのデータをテンポラ
リデータレジスタへ書込むことができる(テンポラリデ
ータレジスタおよびライトデータ転送バッファは16ビ
ットの幅を備える)。この各データの書込において、対
応のテンポラリマスクレジスタのマスクデータが、リセ
ットされる。
【0375】マスタクロックKの第4サイクルにおい
て、DRAM部分において、DWT1サイクルが発生さ
れる。この動作モードが指定されると、この第1サイク
ル(マスタクロックKの第4クロックサイクル)におい
てテンポラリデータレジスタからライトデータ転送バッ
ファへのデータ転送が行なわれる。この第1サイクルの
完了時において、テンポラリマスクレジスタのマスクデ
ータがすべてセットされる。ライトデータ転送バッファ
へ転送された書込データは、次いでDRAMアレイの選
択されたメモリセルブロックへ伝達される。テンポラリ
データレジスタからライトデータ転送バッファへのデー
タ転送後、すなわちDWT1サイクルのモードの第2サ
イクルにおいて、テンポラリデータレジスタへデータを
書込むことができる。図69においては、再びマスタク
ロックKの第5サイクルからバッファライト(BW)動
作が実行される。データ書込と並行して、対応のテンポ
ラリマスクレジスタのマスクデータがリセットされる。
【0376】上述のような動作を実行することにより、
確実にマスクデータを転送してDRAMアレイへのデー
タ転送に対しマスクをかけることができる。また、テン
ポラリレジスタとライトデータ転送バッファと2段構成
とすることにより、DRAMアレイへのデータ転送中に
おいても外部またはSRAMアレイからライトデータを
転送することができ、高速アクセスが可能となる。
【0377】図70はライトデータ転送系の構成を示す
図である。図70において、ライトデータ転送バッファ
回路3520は、テンポラリデータレジスタ4002と
ライトデータ転送バッファ4004を含む。テンポラリ
データレジスタ4002とライトデータ転送バッファ4
004はともにインバータラッチの構成を備える。
【0378】ライトデータ転送バッファ回路3520は
さらに、SRAMセンスアンプの出力/SSA0を受け
るトランスファゲート4010と、バッファライトトラ
ンスファイネーブル信号BWTEに応答してオン状態と
なるトランスファゲート4012と、SRAMセンスア
ンプの出力SSA0に応答してオン状態となる転送ゲー
ト4018と、バッファライトトランスファイネーブル
信号BWTEに応答してオン状態となる転送ゲート40
20と、バッファライトモード動作時において、選択さ
れたレジスタに対してのみ発生されるバッファゲートラ
イト信号DYWに応答してオン状態となるトランスファ
ゲート4014および4016を含む。このバッファゲ
ートライト信号DYWは、データ書込時においてデータ
書込を受けるレジスタに対してのみ発生される。SRA
Mセンスアンプの出力SSA0および/SSA0は、図
39に示す第1のセンスアンプ1512の出力に対応す
る。
【0379】転送ゲート4010および4012は直列
に接続され、両者がオン状態となったときテンポラリデ
ータレジスタ4002のラッチノード/Eを接地電位レ
ベルに設定する。転送ゲート4018および4020は
SRAMセンスアンプの出力SSA0およびバッファラ
イトトランスファイネーブル信号BWTEがともに
“H”となったときに、テンポラリデータレジスタ40
02のラッチノードGを接地電位に設定する。センスア
ンプの出力/SSA0およびSSA0は、互いに相補な
信号である。したがって、バッファライトトランスファ
モードが指定されたとき、接続ゲート4012および4
020がともにオン状態となり、テンポラリデータレジ
スタ4002のラッチノード/EおよびEに相補のデー
タがラッチされる。
【0380】バッファライトモードが指定された場合に
は、バッファゲートライト信号DYWが、データ書込を
受けるデータレジスタに対してのみ発生される。これに
より、ゲート4014および4016がオン状態とな
り、内部書込データ線DBWおよび/DBW上のデータ
が、テンポラリデータレジスタ4002によりラッチさ
れる。この内部書込データ線、DBWおよび/DBWに
も相補なデータが伝達される。
【0381】ライトデータ転送バッファ回路3520は
さらに、テンポラリデータレジスタ4002のラッチノ
ード/Eの出力に応答してオン状態となる転送ゲート4
022と、DRAMライトトランスファイネーブル信号
DWTEに応答してオン状態となる転送ゲート4004
と、テンポラリデータレジスタ4002のラッチノード
Eの出力に応答してオン状態となる転送ゲート4026
と、DRAMライトトランスファイネーブル信号DWT
Eに応答してオン状態となる転送ゲート4024を含
む。転送ゲート4022および4023は直列に接続さ
れており、テンポラリデータレジスタ4002のラッチ
ノード/Eにラッチされているデータの反転データを、
ライトデータ転送バッファ4004のラッチノード/F
へDRAMライトトランスファイネーブル信号DWTE
に応答して伝達する。転送ゲート4024および402
6は直列に接続されており、テンポラリデータレジスタ
4002のラッチノードEの反転データを、ライトデー
タ転送バッファ4004のラッチノードFへDRAMラ
イトトランスファイネーブル信号DWTEに応答して伝
達する。
【0382】マスク回路3530は、テンポラリマスク
レジスタ4006と、マスタマスクレジスタ4008
と、マスクゲート回路3540を含む。レジスタ400
6および4008はともにインバータラッチで構成され
る。
【0383】マスク回路3530はさらにバッファゲー
トライト信号DYWに応答してテンポラリマスクレジス
タ4006のラッチノード/Gを接地電位に設定するた
めの転送ゲート4028と、バッファライトトランスフ
ァイネーブル信号BWTEに応答してテンポラリマスク
レジスタ4006のラッチノード/Gを接地電位に設定
するための転送ゲート4030と、コマンドレジスタか
ら発生されるマスクレジスタセットコマンド/MRSに
応答してオン状態となる転送ゲート4032と、バッフ
ァゲートライト信号BYWに応答してオン状態となる転
送ゲート4034と、DRAMライトトランスファイネ
ーブル信号DWTEに応答してオン状態となる転送ゲー
ト4036を含む。
【0384】転送ゲート4032、4034および40
36は互いに直列に接続されており、各ゲートに与えら
れる信号が“L”となったときにオン状態となる。ゲー
ト4032、4034および4036がすべてオン状態
となったときに電源電位レベルの信号がテンポラリマス
クレジスタ4006のラッチノード/Gに伝達される。
【0385】マスク回路3530はさらに、テンポラリ
マスクレジスタ4006のラッチノード/Gのデータに
応答してオン状態となる転送ゲート4037と、DRA
Mライトトランスファイネーブル信号DWTEに応答し
てオン状態となる転送ゲート4039と、テンポラリマ
スクレジスタ4006のラッチノードGの出力に応答し
てオン状態となる転送ゲート4040と、DRAMライ
トトランスファイネーブル信号DWTEに応答してオン
状態となる転送ゲート4030を含む。転送ゲート40
37および4039は直列に接続されており、両者がオ
ン状態となったとき、接地電位レベルの信号をマスタマ
スクレジスタ4008のラッチノード/Hへ伝達する。
【0386】転送ゲート4038および4040は直列
に接続されており、両者がともにオン状態となったとき
にマスクレジスタ4008のラッチノードHへ“L(接
地電位レベル)”の信号を伝達する。テンポラリマスク
レジスタ4006は、そのラッチノード/Gが“H”に
設定されたときセット状態となり、“L”に設定された
ときにリセット状態となる。
【0387】マスクゲート回路3540は、DRAMラ
イトデータイネーブル信号DWDEとライトデータ転送
バッファ4004のラッチノード/Fの出力とマスクレ
ジスタ4008のラッチノード/Hの出力とを受ける3
入力ゲート回路4042と、ゲート回路4042の出力
を反転するインバータ回路4046と、DRAMライト
データイネーブル信号DWDEと、ライトデータ転送バ
ッファ4004のラッチノードSのラッチデータとマス
クレジスタ4100のラッチノード/Hのラッチデータ
とを受ける3入力ゲート回路4044と、ゲート回路4
044の出力を反転するインバータ回路4048を含
む。
【0388】ゲート回路4042は、その3入力がすべ
て“H”となったときにのみその出力を“L”に設定す
る(NAND回路である)。ゲート回路4044はその
3入力がすべて“H”となったときのみに“L”の信号
を出力する。
【0389】マスクゲート回路3540とグローバルI
O線GIOaおよび/GIOaの間には、書込アンプ3
550が設けられる。書込アンプ3550は、インバー
タ回路4046の出力をそのゲートに受けるnチャネル
MOSトランジスタ4052および4054と、インバ
ータ回路4048が出力をそのれぞれのゲートに受ける
nチャネルMOSトランジスタ4050および4056
を含む。トランジスタ4050および4054は直列に
電源電位と接地電位との間に接続され、トランジスタ4
052とトランジスタ4056は電源電位との間に直列
に接続される。トランジスタ4050および4054の
接続部がグローバルIO線GIOaに接続され、トラン
ジスタ4052および4056の接続点がグローバルI
O線/GIOaに接続される。
【0390】次に動作について簡単に説明する。SRA
Mアレイからライトデータを転送する場合においては、
バッファゲートライト信号DYWは発生されず“L”の
状態にある。SRAMビット線対SBL上のデータがS
RAMセンスアンプにより増幅されて転送ゲート401
0および4016のゲートへ伝達される。今、仮に、セ
ンスアンプ出力SSA0が“H”にあるとする。この場
合、転送ゲート4010がオフ状態となり転送ゲート4
018がオン状態となる。
【0391】SRAMセンスアンプの出力が確定する
と、次いでバッファライトトランスファイネーブル信号
BWTEが“H”に立上がり、転送ゲート4012およ
び4020がオン状態となる。今、転送ゲート4010
がオフ状態、転送ゲート4018がオン状態であるた
め、テンポラリデータレジスタ4002のラッチノード
Eおよび/Eにはそれぞれ“L”および“H”の電位が
伝達されラッチされる。
【0392】一方、マスク回路3530においては、バ
ッファライトトランスファイネーブル信号BWTEの立
上がりに応答して転送ゲート4030がオン状態とな
り、テンポラリマスクレジスタ4006のラッチノード
/GおよびGの電位がそれぞれ“L”および“H”とな
る。今、マスクレジスタセットビット/MRSが“L”
に設定されているとする。転送ゲート4032、403
4および4036は、オン状態である。転送ゲート40
30が、バッファライトトランスファイネーブル信号B
WTEに応答してオン状態となると、ラッチノード/G
の電位がラッチノードGの電位よりも少し下がる。この
電位の低下がテンポラリマスクレジスタ4006内のイ
ンバータにより増幅されて、それぞれラッチノードGお
よび/Gの電位が“H”および“L”となる。
【0393】上述の一連の動作により、SRAMアレイ
からライトデータ転送バッファ回路へのデータ転送にお
いて、テンポラリデータレジスタ4002へのデータ転
送と同期してテンポラリマスクレジスタ4006のマス
クデータがリセットされる。
【0394】バッファライトモード時すなわち外部から
のデータをライトデータ転送バッファ回路へ書込む場合
には、バッファゲートライト信号BYWが対応のライト
データ転送バッファに対してのみ発生される。この場合
には転送ゲート4014および4016を介して外部書
込データがテンポラリデータレジスタ4002へ伝達さ
れ、一方、対応のテンポラリマスクレジスタ4006が
リセットされる。
【0395】次いで、ライトデータ転送バッファからD
RAMアレイへのデータ転送を示すDRAMライトトラ
ンスファイネーブル信号(DWTE)が発生される(D
RAMライトトランスファモードの指定により)。これ
により転送ゲート4023、4024、4039および
4038がオン状態となる。今、テンポラリデータレジ
スタのラッチノードEおよび/Eの電位はそれぞれ
“L”および“H”である(SRAMセンスアンプ出力
SSA0が“H”としている)。これにより、転送ゲー
ト4022がオン状態、転送ゲート4026がオフ状態
となり、データ転送バッファ4004のラッチノードF
および/Fがそれぞれ“H”および“L”となる。
【0396】一方マスタマスクレジスタ4008におい
ては、ラッチノード/Gの電位が“L”であり、転送ゲ
ート4037がオフ状態、転送ゲート4040がオン状
態である。したがってラッチノードH、/Hはそれぞれ
“L”および“H”となる。
【0397】DRAMライトトランスファイネーブル信
号WRTEが発生されている間、転送ゲート4036が
オフ状態となる。転送ゲート4030は、オフ状態であ
る。テンポラリマスクレジスタ4006のラッチノード
/Gは、インバータラッチによりその電位がラッチされ
ているものの、この期間フローティング状態となる。次
いで、DRAMライトトランスファイネーブル信号DW
TEが“L”に立下がると、転送ゲート4036がオン
状態となり、電源電位レベルの信号がラッチノード/G
へ伝達され、テンポラリマスクレジスタ4006の格納
するマスクデータがセット状態とされる(ラッチノード
/Gの電位が“H”)。
【0398】ライトデータ転送バッファ4004および
マスタマスクレジスタ4008へのデータの転送後、D
RAMライトデータイネーブル信号DWDEが発生され
る。これにより、ライトデータ転送バッファ4004の
格納データおよびマスタマスクレジスタ4008の格納
するマスクデータが、マスクゲート回路3540へ与え
られる。今、ライトデータ転送バッファ4004のラッ
チノードFの電位が“H”にあり、ラッチノードFの電
位は“L”である。また、マスクレジスタ4008のラ
ッチノード/Hの電位は、“H”である。これにより、
ゲート回路4042の出力が“H”、ゲート回路404
4の出力が“L”となる。ゲート回路4042および4
044の出力は、インバータ回路4046および404
8により反転される。これにより、書込ドライバ(アン
プ)3550において、トランジスタ4050および4
056がオン状態、トランジスタ4052および405
4がオフ状態となる。グローバルIO線GIOaの電位
が“H”となり、グローバルIO線/GIOaの電位が
“L”となる。
【0399】マスタマスクレジスタ4008のラッチノ
ード/Hの電位が“L”にあり、データ転送に対しマス
クをかける状態の場合には、ゲート回路4042および
4044の出力が、ともに“H”となり、インバータ回
路4046および4048の出力が、“L”となる。そ
れにより、書込アンプ3550のトランジスタ405
0、4052、4054および4056が、すべてオフ
状態となり、グローバルIO線GIOaおよび/GIO
aの電位が変化せず、このライトデータ転送バッファ回
路からのデータは転送されない。
【0400】上述の一連の動作を実行することにより、
高速かつ確実に書込データを転送することができる。ま
た、テンポラリレジスタからライトデータ転送バッファ
へデータ転送後テンポラリマスクレジスタのマスクデー
タは、常にセット状態とされる。バッファライトモード
においても、マスタマスクレジスタへのデータ転送後、
すなわち信号BWTEが発生された後テンポラリマスク
レジスタ4006のマスクデータはセット状態とされ
る。この一連の動作の信号波形を、図71に示す。
【0401】なお、図71において、SWLはSRAM
ワード線を示し、SBLはSRAMビット線対を示し、
DWLはDRAMワード線を示す。破線はバッファライ
ト時の動作波形を示す。
【0402】図72はリードデータ転送バッファ回路の
構成を示す図である。図72において、リードデータ転
送バッファ回路は、DRAMプリアンプイネーブル信号
DPAEに応答してグローバルIO線GIOaおよび/
GIOa上の電位を増幅する読出アンプ5004および
5008と、読出アンプ5004および5008により
増幅されたデータをさらにDRAMプリアンプイネーブ
ル信号DPAEに応答して増幅するプリアンプ5006
と、プリアンプ5006により増幅されたデータをラッ
チするためのスレーブデータレジスタ5000と、スレ
ーブデータレジスタ5000に格納されたデータをDR
AMリードトランスファイネーブル信号DRTEに応答
して受けるマスタデータレジスタ5002を含む。
【0403】読出アンプ5004は、グローバルIO線
GIOa上の信号をゲートに受けるpチャネルMOSト
ランジスタ5040と、グローバルIO線GIOa上の
信号をそのゲートに受けるnチャネルMOSトランジス
タ5044と、DRAMプリアンプイネーブル信号DP
AEに応答して導通状態となるnチャネルMOSトラン
ジスタ5042を含む。トランジスタ5040、504
2、および5044は、電源電位ノードと接地電位ノー
ドとの間に直列に接続される。トランジスタ5040と
トランジスタ5042の接続ノードから増幅された出力
が得られる。
【0404】読出アンプ5008は、グローバルIO線
/GIOa上の信号をそれぞれゲートに受けるpチャネ
ルMOSトランジスタ5041およびnチャネルMOS
トランジスタ5045と、DRAMプリアンプイネーブ
ル信号DPAEに応答してオン状態となるnチャネルM
OSトランジスタ5043を含む。トランジスタ504
1、5043および5045が、電源電位ノードと接地
電位ノードとの間に直列に接続される。トランジスタ5
041とトランジスタ5043の接続ノードからグロー
バルIO線/GIOa上の信号の増幅したものが出力さ
れる。
【0405】プリアンプ5006は、電源電位とノード
Jとの間に並列に接続されるpチャネルMOSトランジ
スタ5060および5062と、電源電位とノード/J
との間に並列に接続されるpチャネルMOSトランジス
タ5064および5066を含む。トランジスタ506
0および5066は、それぞれのゲートにDRAMプリ
アンプイネーブル信号DPAEを受ける。トランジスタ
5062のゲートは、ノード/Jに接続され、トランジ
スタ5064のゲートは、ノードJに接続される。
【0406】スレーブデータレジスタ5000は、イン
バータラッチの構成を備える。プリアンプ5006の出
力ノードJおよび/Jとスレーブデータレジスタ500
0のラッチノードNおよび/Nとの間には、それぞれノ
ードJおよび/Jの信号電位に応答して選択的にオン状
態となり、ノードNおよび/Nへ電源電位を伝達するp
チャネルMOSトランジスタ5068および5070が
設けられる。
【0407】スレーブデータレジスタ5000に対しさ
らに、DRAMプリアンプイネーブル信号DPAEに応
答してオン状態となるnチャネルMOSトランジスタ5
072および5074と、ノードJおよび/J上の信号
をゲートに受けるnチャネルMOSトランジスタ507
6および5078が設けられる。トランジスタ5072
および5076は、スレーブデータレジスタ5000の
ラッチノードNと接地電位との間に直列に接続される。
トランジスタ5074および5078はラッチノード/
Nと接地電位との間に直列に接続される。
【0408】マスタデータレジスタ5002は、インバ
ータラッチの構成を備える。このマスタデータレジスタ
5002に対し、DRAMリードトランスファイネーブ
ル信号DRPEに応答してオン状態となるnチャネルM
OSトランジスタ5080および5082と、スレーブ
データレジスタ5000のラッチノードNおよび/Nの
信号をそれぞれのゲートに受けるnチャネルMOSトラ
ンジスタ5084および5086が設けられる。トラン
ジスタ5080および5084が、マスタデータレジス
タ5002のラッチノードNと接地電位との間に直列に
接続される。トランジスタ5082および5086は、
ラッチノード/Nと接地電位との間に直列に接続され
る。
【0409】リードデータ転送バッファ回路はさらに、
マスクデータレジスタ5002のラッチノードNおよび
/Nの電位をそれぞれ反転増幅するインバータ回路50
52および5054と、バッファリードトランスファイ
ネーブル信号に応答してインバータ回路5052および
5054の出力をそれぞれSRAMビット線SBLaお
よび/SBLaへ伝達する転送ゲート5058および5
056を含む。マスタデータレジスタ5002のラッチ
ノードNおよび/Nの信号は信号線Bufおよび/Bu
fを介して図39に示す第1のセンスアンプ1512へ
伝達される。この信号線Bufおよび/Bufの経路
は、バッファリードモード動作時においてリードデータ
転送バッファからデータを読出す経路を与える。
【0410】次に、動作について説明する。DRAMリ
ードトランスファモードが指定されると、DRAMアレ
イにおいて行およびメモリセルブロックの選択が行なわ
れ、グローバルIO線GIOaおよび/GIOa上の信
号電位がこの読出されたDRAMメモリセルのデータに
応じて変化する。
【0411】次いで、DRAMプリアンプイネーブル信
号DPAEが発生されると、読出アンプ5004および
5008とプリアンプ5006が、活性化される。今、
グローバルIO線GIOa上の信号電位が“H”、グロ
ーバルIO線/GIOaの信号電位が“L”とする。こ
の場合、ノードJおよび/Jの電位は、それぞれ“L”
および“H”となる。このノードJおよび/Jに伝達さ
れた信号電位は、トランジスタ5062および5064
により高速で増幅される。トランジスタ5060および
5066は、DRAMプリアンプイネーブル信号にDP
AEに応答してオフ状態となっている。トランジスタ5
060および5066は、ノードJおよび/Jを電源電
位にプリチャージするために用いられる。トランジスタ
5062および5064は、プリチャージ状態(DRA
Mプリアンプイネーブル信号が“L”のとき)のときノ
ードJおよび/Jを同一電位に保持する機能を備える。
【0412】ノードJおよび/Jに伝達された信号はト
ランジスタ5068、5070、5076、5078、
5072および5074を介してスレーブデータレジス
タ5000へ転送される。トランジスタ5072および
5074は、DRAMプリアンプイネーブル信号DPA
Eに応答してオン状態にある。
【0413】今、ノードJの電位が“L”、ノード/J
の電位が“H”である。したがって、トランジスタ50
68および5078がオン状態、トランジスタ5070
および5076がオフ状態となる。これにより、スレー
ブデータレジスタ5000のラッチノードNおよび/N
の電位は、それぞれ“H”、および“L”となる。この
一連の動作により、リードデータ転送バッファ回路にお
けるスレーブデータレジスタへのデータ転送動作が完了
する。
【0414】次いで、DRAMリードトランスファイネ
ーブル信号が発生される。これにより、トランジスタ5
080および5082がオン状態となり、スレーブデー
タレジスタ5000のラッチノードNおよび/Nに格納
されているデータが、マスタデータレジスタ5002の
ラッチノードNおよび/Nへ伝達される。今、ラッチノ
ードNの電位が“H”であるため、トランジスタ508
4がオン状態、トランジスタ5086がオフ状態とな
る。これにより、ラッチノードNおよび/Nの信号電位
が、それぞれ“L”および“H”となる。この一連の動
作により、リードデータ転送バッファ回路におけるマス
タデータレジスタ5002へのデータの格納が完了す
る。ラッチノードN、/Nの信号電位は、信号線Buf
および/Bufを介して読出すことができる。すなわ
ち、レイテンシ経過後、バッファリードモード動作を行
なうことにより、このリードデータ転送バッファ回路に
格納されたデータを、高速で読出すことができる。
【0415】SRAMアレイへのデータ転送時には、バ
ッファリードトランスファイネーブル信号BRTEが発
生される。これにより、インバータ回路5052および
5054の出力が、SRAMビット線SBLaおよび/
SLBa上へゲート5058および5056を介して伝
達される。この図72に示す構成において、インバータ
回路5052および5054はバッファリードトランス
ファイネーブル信号BRTEに応答して活性状態とされ
る3状態インバータ回路の構成であってもよい。
【0416】図73に、図72に示すリードデータ転送
バッファ回路の動作波形図を示す。図73において、グ
ローバルIO線GIOaおよび/GIOaは、中間電位
(Vcc/2:Vccが電源電圧レベル)にプリチャー
ジされている状態が示されるが、図73において破線で
示すように、電源電位レベルにプリチャージされる構成
が利用されてもよい。また図73において、SRAMビ
ット線SBLaおよび/SBLaのプリチャージ電位
が、中間電位の場合が示されるが、この場合においても
破線で示すようにクランプ回路を用いて電源電圧レベル
にプリチャージする構成が用いられてもよい。DRAM
ビット線の被選択期間は、レイテンシにより決定されて
もよい。信号DWDEの発生タイミングは、レイテンシ
により決定される。信号DPAEの発生期間が、マスタ
クロックにより決定されてもよい。それは図71に示す
動作波形図においても同様である。
【0417】上述のように、リードデータ転送バッファ
回路も、スレーブデータレジスタとマスタレジスタと2
段のラッチ回路構成とすることにより、データ転送を確
実に行なうことができるものであって、レイテンシ制御
(確定データがSRAMアレイまたはデータ入出力ピン
DQに上がるまでに要する時間の制御)を容易かつ確実
に行なうことが可能となる。
【0418】図74は、このデータ転送に関連する制御
を行なうための回路構成を示す図である。図74におい
て、SRAM制御回路6000は、内部制御クロックC
C0、CC1およびライトイネーブルWEに応答してラ
イトデータ転送バッファ回路へのデータ書込動作モード
を指定する信号BWT、リードデータ転送バッファ回路
からデータを読出す(データ入出力ピンまたはSRAM
アレイへ)動作を示す信号BRTを発生し、かつデータ
の書込かデータの読出のいずれであるかを示す信号W/
Rを発生する。SRAMドライブ回路6006は、信号
BWTおよびBRTに応答して必要な制御信号、バッフ
ァライトトランスファイネーブルBWTE、バッファリ
ードトランスファイネーブルBRTEなどを発生すると
ともにSRAMアレイにおける行の選択およびセンスア
ンプ駆動を実行する。
【0419】コラムデコーダ6002は、ブロックアド
レスAs0〜As3をデコードし、対応のビット位置を
選択する信号を発生する。ゲート回路6004は、マス
クイネーブルMの反転信号およびSRAM制御回路60
00からのデータの入出力動作を示す信号W/Rに応答
して、コラムデコーダ6002から発生されたビット選
択信号を選択的に通過させてバッファゲートライト信号
BYWを発生する。ゲート回路6004は、データ書込
が指定されたとき(BWモード時)においてのみバッフ
ァゲートライト信号BYWとしてコラムデコーダ600
2の出力を通過させる。コラムデコーダ6002のビッ
ト選択信号RYWは、またデータ出力系におけるビット
選択のために用いられる。
【0420】コラムデコーダ6002は、SRAM制御
回路6000の制御の下に、装置外部とデータの入出力
を行なう動作モードすなわちSRAMリードモード、S
RAMライトモード、バッファリードモード、およびバ
ッファライトモードなどの装置外部とのデータの入出力
を行なうモードが指定されたときのみ活性化される構成
が利用されてもよい。SRAMドライブ回路6006に
おいてマスタクロックKが与えられているのは、データ
転送時においてクロックに応答して転送制御信号を発生
する構成が利用されるためである。この構成によりレイ
テンシの制御が行なわれる。レイテンシの長さは、コマ
ンドレジスタに予め設定される。
【0421】DRAM制御回路6008は、マスタクロ
ックKと、ロウアドレスストローブRASとコラムアド
レスストローブCASとデータ転送指示DTDに従って
指定されたモードを判別し、DRAMライトトランスフ
ァモードを示す信号DWT、DRAMリードトランスフ
ァモードを示す信号DRTなどを発生する。DWT1R
モードおよびDWT2Rモードが指定された場合、この
信号DWTおよびDRT両者が発生される。DRAMド
ライブ回路6009は、信号DWTおよびDRTに応答
して必要な信号、すなわちDRAMプリアンプイネーブ
ル信号DPAE、DRAMリードトランスファイネーブ
ル信号DRTE、DRAMライトトランスファイネーブ
ル信号DWTE、およびDRAMライトデータイネーブ
ル信号DWDEなどを発生する。DRAMドライブ回路
6009は、またDRAMアレイにおける行および列の
選択動作をも駆動する(選択されたワード線電位の立上
げ、DRAMセンスアンプの駆動等)。
【0422】図70に示すマスクレジスタセット/MR
Sは、セットコマンドレジスタサイクルにおいてコマン
ドレジスタに設定される。図74に示す反転マスクイネ
ーブル/Mは、データ書込時にマスクイネーブルピンM
0〜M3から与えられる。
【0423】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、DR
AM部分とSRAM部分との動作制御を独立に実行する
ように構成し、かつSRAMアレイとDRAMアレイと
の間のデータ転送を行なう双方向転送回路へ外部から直
接アクセスすることができるように構成したため、メモ
リシステムにおいて、キャッシュメモリとしてもまたグ
ラフィック処理用途のビデオメモリとしても利用するこ
とのできる高機能高速の半導体記憶装置を実現すること
ができる。
【0424】すなわち、請求項1の発明に従えば、双方
向データ転送回路がDRAMアレイへデータを転送する
ための複数のラッチを備えるライト転送回路を含むとと
もに、このライト転送回路の各ラッチに対しデータ転送
に対しマスクをかけるためのマスク回路を設けたため、
DRAMアレイの必要なメモリセルデータのみを変更す
ることができ、高速かつ容易にDRAMアレイの格納デ
ータを書換えることが可能となる。
【0425】請求項2の発明に従えば、DRAMアレイ
とSRAMアレイとの間の双方向データ転送回路が、与
えられたデータを一時的に格納するためのテンポラリレ
ジスタ手段と、このテンポラリレジスタ手段から与えら
れたデータを受けてDRAMアレイへ転送するバッファ
回路と、DRAMアレイに対するデータ転送に対しマス
クをそれぞれ各ビット独立にかけることのできるマスク
データを格納するテンポラリマスクレジスタ手段と、こ
のテンポラリマスクレジスタ手段のマスクデータを、テ
ンポラリデータレジスタからバッファレジスタへのデー
タ転送と同期して受けて、バッファレジスタ手段からD
RAMアレイへのデータ転送に対しマスクをかけるマス
タマスクレジスタとを備えており、このテンポラリマス
クレジスタ手段のマスクデータを外部からデータが与え
られたかSRAMアレイからデータが与えられたかに応
じて選択的に設定することができ、DRAMアレイへ転
送されるべきデータのみを確実に高速で転送することが
できる。
【0426】請求項3に従う発明によれば、電源投入後
DRAMアレイへのデータ転送に対しマスクをかけるた
めのマスクデータを、それぞれセット状態とするように
構成したため、確実にマスクデータをセット状態とする
ことができる。
【0427】請求項4に係る発明に従えば、請求項3に
係る半導体記憶装置において、電源投入に応答して周辺
回路に対し所定回数マスタクロックを与えて初期設定す
るように構成したため、確実に内部回路の状態を所定の
初期状態に設定することが可能となる。
【0428】請求項5に係る発明に従えば、DRAMア
レイから第1のデータ転送手段へのデータ転送時にSR
AMアレイからDRAMアレイへデータを転送する第2
の転送手段において、この第2の転送手段内のラッチ間
でのデータ転送を選択的に実行するように構成したた
め、ページモードを用いてファーストコピーバックを実
行することができ、キャッシュのブロックサイズを大き
くすることができるとともに、ページモードとファース
トコピーバックモードとを両立させることができ、キャ
ッシュミスペナルティを少なくして高速アクセスを実現
することができる。
【0429】請求項6に係る発明に従えば、SRAMア
レイからDRAMアレイへのデータ転送を行なうための
転送回路に複数のラッチ手段を設け、DRAMアレイか
ら第1の転送手段へのデータ転送時に選択的にこの第2
の転送手段内でラッチ間での転送動作を実行するように
構成したため、キャッシュブロックサイズを大きくする
ことができ、キャッシュヒット率を改善することができ
る。また、SRAMアレイとDRAMアレイとのデータ
転送をページモードに従って実行するとともに、キャッ
シュミス時におけるファーストコピーバック動作をもペ
ージモードで実行することができ、高速でデータ転送を
行なうことができる。
【0430】請求項7に係る発明に従えば、第2の転送
手段がN段のファースト・イン・ファースト・アウト型
記憶手段を備えているため、キャッシュのブロックサイ
ズを大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の第1の実施例に係る半導体記憶装
置の全体の構成を示すブロック図である。
【図2】 図1に示す半導体記憶装置の制御信号の状態
とそのときに行なわれる動作モードとの対応関係を一覧
にして示す図である。
【図3】 図1に示す半導体記憶装置のSRAMパワー
ダウンモードの動作を示す波形図である。
【図4】 図1に示す半導体記憶装置のディセレクトS
RAMモードの動作を示す信号波形図である。
【図5】 図1に示す半導体記憶装置におけるSRAM
コントロール部の構成を示す図である。
【図6】 図1に示す半導体記憶装置における外部信号
を受けるバッファ回路の構成の一例を示す図である。
【図7】 図1に示す半導体記憶装置のチップイネーブ
ル信号を受けるバッファ回路の構成を示す図である。
【図8】 図1に示す半導体記憶装置のSRAMリード
モード動作を示す信号波形図である。
【図9】 SRAMリードモード動作時におけるデータ
の流れを示す図である。
【図10】 SRAMライトモード動作を示す信号波形
図である。
【図11】 SRAMライトモード動作時におけるデー
タの流れを示す図である。
【図12】 バッファリードトランスファモード動作を
示す信号波形図である。
【図13】 バッファリードトランスファモード動作時
におけるデータの流れを示す図である。
【図14】 バッファライトトランスファモード動作を
示す波形図である。
【図15】 バッファライトトランスファモード時にお
けるデータの流れを示す図である。
【図16】 バッファリードトランスファ/SRAMリ
ードモード動作を示す信号波形図である。
【図17】 バッファリードトランスファおよびSRA
Mリードモード動作時におけるデータの流れを示す図で
ある。
【図18】 バッファライトトランスファおよびSRA
Mライト動作モードを示す波形図である。
【図19】 バッファライトトランスファおよびSRA
Mライト動作モード時におけるデータの流れを示す図で
ある。
【図20】 バッファリードモード動作を示す波形図で
ある。
【図21】 バッファリードモード動作時におけるデー
タの流れを示す図である。
【図22】 バッファライトモード動作を示す信号波形
図である。
【図23】 バッファライトモード動作時におけるデー
タの流れを示す図である。
【図24】 図1に示す半導体記憶装置のDRAMに関
連する動作とその動作を実現するための制御信号の状態
を一覧にして示す図である。
【図25】 DRAMパワーダウンモード動作を示す波
形図である。
【図26】 DRAM NOPモードを示す信号波形図
である。
【図27】 DRAMリードトランスファモード動作を
示す信号波形図である。
【図28】 DRAMリードトランスファモード動作時
におけるデータの流れを示す図である。
【図29】 DRAMライトトランスファモード動作を
示す信号波形図である。
【図30】 DRAMライトトランスファモード動作時
におけるデータの流れを示す図である。
【図31】 図1に示す半導体記憶装置においてDRA
M部分に関連する動作を制御するための構成を示す図で
ある。
【図32】 この発明の一実施例である半導体記憶装置
における双方向データ転送回路の具体的構成の一例を示
す図である。
【図33】 この発明の一実施例である半導体記憶装置
における動作シーケンスの一例を示す図である。
【図34】 図33に示す動作波形図により表わされる
動作を模式的に示す図である。
【図35】 この発明の一実施例である半導体記憶装置
の他の動作シーケンスを示す図である。
【図36】 DRAMアレイへデータを転送する転送ゲ
ートに対してマスクをかけるマスク回路の構成の一例を
示す図である。
【図37】 図36に示すセット信号およびリセット信
号を発生するための回路構成例を示す図である。
【図38】 図36に示すマスク回路の動作を模式的に
示す図である。
【図39】 SRAMリードモード動作時におけるデー
タの流れを示す図である。
【図40】 SRAMライトモード動作時におけるデー
タの流れを示す図である。
【図41】 バッファリードトランスファモード動作時
におけるデータの流れを示す図である。
【図42】 バッファライトトランスファモード動作時
におけるデータの流れを示す図である。
【図43】 バッファリードトランスファおよびリード
モード動作時におけるデータの流れを示す図である。
【図44】 バッファライトトランスファおよびライト
モード動作時におけるデータの流れを示す図である。
【図45】 バッファリードモード動作時のデータの流
れを示す図である。
【図46】 バッファライトモード動作時におけるデー
タの流れを示す図である。
【図47】 DRAMアレイに関連する動作とその動作
を実現する制御信号との対応関係を一覧にして示す図で
ある。
【図48】 DRAMリードトランスファモード動作時
におけるデータの流れを示す図である。
【図49】 DRAMライトトランスファモード指定時
における動作を示す波形図である。
【図50】 この発明の他の実施例である半導体記憶装
置を利用するデータ処理システムの構築例を示す図であ
る。
【図51】 DRAMライトトランスファ1モード動作
時におけるデータの流れを示す図である。
【図52】 DRAMライトトランスファ1/リードモ
ード動作時におけるデータの流れを示す図である。
【図53】 DRAMリードトランスファモード動作を
示す波形図である。
【図54】 DRAMライトトランスファモード動作を
示す波形図である。
【図55】 この発明の他の実施例である半導体記憶装
置における双方向データ転送回路の動作を制御するため
の制御信号を発生する回路構成例を示す図である。
【図56】 この発明の他の実施例である半導体記憶装
置の動作シーケンスの例を示す図である。
【図57】 図55に示すDWT1モード動作時におけ
る動作、およびDWT2モード動作時におけるデータの
流れを模式的に示す図である。
【図58】 図57に示すDWT2モードの効果を説明
するための図である。
【図59】 半導体記憶装置の機能テスト時におけるテ
スタとの接続状態を示す図である。
【図60】 この発明の他の実施例である半導体記憶装
置におけるセットコマンドレジスタサイクルにおける外
部制御信号の状態を示す図である。
【図61】 図60に示すコマンドデータの構成を示す
図である。
【図62】 図61に示すコマンドデータとそのときに
指定される動作モードとの対応関係を一覧に示す図であ
る。
【図63】 図61に示すコマンドデータに従って半導
体記憶装置内部動作を制御する回路系の構成を示す図で
ある。
【図64】 この発明の他の実施例である半導体記憶装
置を利用するデータ処理システムの構成例を示す図であ
る。
【図65】 この発明の他の実施例である半導体記憶装
置における双方向データ転送回路の構成例を示す図であ
る。
【図66】 この発明の他の実施例である半導体記憶装
置におけるバッファライトモード動作時におけるデータ
の流れを示す図である。
【図67】 この発明の他の実施例である半導体記憶装
置におけるDRAMライトトランスファモード動作時に
おけるデータの流れを示す図である。
【図68】 この発明の他の実施例である半導体記憶装
置におけるマスクレジスタのセットおよびリセット動作
を示す信号波形図である。
【図69】 この発明の他の実施例である半導体記憶装
置におけるマスクレジスタのマスクデータのセット/リ
セット動作を示す信号波形図である。
【図70】 この発明に従う半導体記憶装置において用
いられる双方向データ転送回路におけるライトデータ転
送バッファ回路の具体的構成を示す図である。
【図71】 図70に示すライトデータ転送バッファ回
路の動作を示す信号波形図である。
【図72】 この発明に従う半導体記憶装置において用
いられる双方向データ転送回路におけるリードデータ転
送バッファ回路の具体的構成を示す図である。
【図73】 図72に示すリードデータ転送バッファ回
路の動作を示す信号波形図である。
【図74】 図70および72に示すデータ転送バッフ
ァ回路において利用される制御信号を発生するための構
成を示す図である。
【図75】 従来のキャッシュ内蔵半導体記憶装置の全
体の構成を概略的に示す図である。
【図76】 図75に示す半導体記憶装置の要部の構成
を示す図である。
【図77】 従来のキャッシュ内蔵半導体記憶装置の動
作シーケンスを説明する波形図である。
【図78】 従来のキャッシュ内蔵半導体記憶装置にお
けるデータの転送を模式的に示す図である。
【図79】 キャッシュ内蔵半導体記憶装置を用いる表
示装置を含むデータ処理システムの構成例を示す図であ
る。
【符号の説明】
100 キャッシュ内蔵半導体記憶装置(CDRA
M)、102 DRAMアレイ、104 SRAMアレ
イ、106 双方向データ転送回路、108 DRAM
アドレスバッファ、110 ロウデコーダ、112 コ
ラムブロックデコーダ、114 センスアンププラスI
Oコントロールブロック、116 SRAMアドレスバ
ッファ、122 センスアンププラスIOコントロール
ブロック、120 コラムデコーダ、123 内部デー
タバス、124 Kバッファ、126マスク回路、13
2 SRAMコントロール回路、134 Dinバッフ
ァ、136 マスクセット回路、138 メインアンプ
回路、140 リードデータ転送バッファ、142 テ
ンポラリデータレジスタ、144 ライトデータ転送バ
ッファ、146 マスクレジスタ、GIO グローバル
IO線対、SBL SRAMビット線対、210 リー
ドデータ転送バッファッ回路、230 リードデータ転
送バッファラッチ、232 ライトデータ転送バッファ
ラッチ、250ライトデータ転送バッファ回路、261
マスクレジスタ、400 SCRモード検出回路、1
435 データ入出力回路、1434 Dinバッフ
ァ、1436 マスク回路、1438 メインアンプ回
路、2100 ライトデータ転送バッファ回路、210
2 転送ゲート、2104 テンポラリデータレジス
タ、2106 リードデータ転送バッファ回路、211
0 ライトトランスファ検出回路、2112 コマンド
レジスタ、2114 リードトランスファ検出回路、2
116 ゲート回路、2118 ゲート回路、2120
ゲート回路、2600 SCRモード検出回路、26
02 コマンドレジスタ、2604 テストモード検出
回路、2606 選択ゲート、3000 CPU、31
00 キャッシュ制御回路、3200 CDRAM、3
300 マルチプレクス回路、3520ライトデータ転
送バッファ回路、3530 マスク回路、3550 書
込アンプ、4002 テンポラリデータレジスタ、40
04 ライトデータ転送バッファ、4006 テンポラ
リマスクデータレジスタ、4008 マスタマスクレジ
スタ、3540 マスクゲート回路、5000 スレー
ブデータレジスタ、5002 マスタデータレジスタ、
6000 SRAM制御回路、6002 コラムデコー
ダ、6004 ゲート回路、6006 SRAMドライ
ブ回路、6008DRAM制御回路、6009 DRA
Mドライブ回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI G11C 11/407 G11C 11/34 362H 11/409 362S 362A 354R (72)発明者 熊野谷 正樹 兵庫県伊丹市瑞原4丁目1番地 三菱電 機株式会社エル・エス・アイ研究所内 (56)参考文献 特開 平4−252486(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11C 11/401

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 行および列のマトリックス状に配列され
    た複数のダイナミック型メモリセルを備えるDRAMア
    レイと、 行および列のマトリックス状に配列された複数のスタテ
    ィック型メモリセルを備えるSRAMアレイと、 前記DRAMアレイにおいて、複数のメモリセルを同時
    に選択するための第1の選択手段と、 前記SRAMアレイにおいて複数のメモリセルを同時に
    選択するための第2の選択手段と、 前記DRAMアレイの選択された複数のメモリセルと前
    記SRAMアレイにおける選択された複数のメモリセル
    との間での同時データ転送を行なうためのデータ転送手
    段とを備え、 前記データ転送手段は、与えられたデータを一時的に格
    納するための複数のラッチ手段を含み、与えられたデー
    タを前記DRAMアレイへ転送するための書込転送手段
    と、前記書込転送手段の前記ラッチ手段のそれぞれに対
    応して設けられて各ラッチ手段の前記DRAMアレイへ
    のデータ転送に対しマスクをかけるためのマスク手段と
    を含む、半導体記憶装置。
  2. 【請求項2】 行および列のマトリックス状に配列され
    た複数のダイナミック型メモリセルを備えるDRAMア
    レイと、 行および列のマトリックス状に配列された複数のスタテ
    ィック型メモリセルを備えるSRAMアレイと、 前記DRAMアレイにおいて、複数のメモリセルを同時
    に選択するための第1の選択手段と、 前記SRAMアレイにおいて複数のメモリセルを同時に
    選択するための第2の選択手段と、 前記DRAMアレイの選択された複数のメモリセルと前
    記SRAMアレイにおける選択された複数のメモリセル
    との間での同時データ転送を行なうためのデータ転送手
    段とを備え、 前記データ転送手段は、 与えられたデータを一時的に格納するための複数のラッ
    チ手段と、 前記ラッチ手段からのデータを受けて前記DRAMアレ
    イへ転送するためのバッファ手段と、 前記複数のラッチ手段それぞれに対応して設けられ、対
    応のラッチ手段が格納するデータの前記DRAMアレイ
    に対する転送に対しマスクをかけるか否かを示マスクデ
    ータを格納するための一時マスクレジスタ手段と、 前記一時マスクレジスタ手段からのマスクデータを前記
    ラッチ手段から前記バッファ手段へのデータ転送と同期
    して受け、前記バッファ手段から前記DRAMアレイへ
    のデータ転送に対しマスクをかけるためのマスタマスク
    レジスタ手段と、 前記ラッチ手段が前記SRAMアレイからデータを受け
    たかまたは外部から与えられる書込データを受けたかを
    示す動作モード指示に応答して、前記一時マスクレジス
    タ手段のマスクデータを設定するための制御手段とを備
    える、半導体記憶装置。
  3. 【請求項3】 行および列のマトリックス状に配列され
    る複数のダイナミック型メモリセルを備えるDRAMア
    レイと、 行および列のマトリックス状に配列された複数のスタテ
    ィック型メモリセルを備えるSRAMアレイと、 与えられたデータを一時的に格納しかつ該格納したデー
    タを前記DRAMアレイの選択されたメモリセルへ伝達
    するためのライト転送手段と、 前記ライト転送手段の前記DRAMアレイの選択された
    メモリセルへのデータ転送に対しマスクをかけるための
    マスクデータを格納するためのマスクデータレジスタ手
    段と、 電源投入に応答して、前記マスクデータレジスタ手段の
    マスクデータをすべてデータ転送に対しマスクをかける
    セット状態に設定するための制御手段とを備える、半導
    体記憶装置。
  4. 【請求項4】 前記電源投入に応答して周辺回路のリセ
    ット動作を所定回数繰返しかつ次いで前記制御手段を活
    性化するための手段をさらに備える、請求項3記載の半
    導体記憶装置。
  5. 【請求項5】 複数のダイナミック型メモリセルを含む
    DRAMアレイ、 複数のスタティック型メモリセルを含むSRAMアレ
    イ、 少なくとも2段の直列に接続されたラッチ手段を含み、
    前記DRAMアレイから前記SRAMアレイへのデータ
    転送を行なうための第1の転送手段、 少なくとも2段の直列に接続されたラッチ手段を含み、
    前記SRAMアレイから前記DRAMアレイへのデータ
    転送を行なうための第2の転送手段、 第1の転送指示に応答して、前記DRAMアレイから前
    記第1の転送手段へのデータ転送を行ないかつ前記第2
    の転送手段のラッチ手段間でのデータ転送を行なうため
    の第1の転送制御手段、および第2の転送指示に応答し
    て、前記DRAMアレイから前記第1の転送手段へのデ
    ータ転送を行ないかつ前記第2の転送手段のラッチ間の
    データの転送を禁止する第2の転送制御手段を備える、
    半導体記憶装置。
  6. 【請求項6】 複数のダイナミック型メモリセルを含む
    DRAMアレイと、 複数のスタティック型メモリセルを含むSRAMアレ
    イ、 少なくとも2段の直列に接続されたラッチ手段を含み、
    前記DRAMアレイから前記SRAMアレイへのデータ
    転送を行なうための第1の転送手段、 少なくとも2段の直列に接続されたラッチ手段を含み、
    前記SRAMアレイから前記DRAMアレイへのデータ
    転送を行なうための第2の転送手段、 第1の転送指示に応答して、前記SRAMアレイから前
    記第2の転送手段の1つのラッチ手段へのみデータ転送
    を行なうための第1の転送制御手段、および第2の転送
    指示に応答して、前記SRAMアレイから前記第2の転
    送手段の複数のラッチ手段へデータを転送するための第
    2の転送制御手段を備える、半導体記憶装置。
  7. 【請求項7】 前記第2の転送手段は、N段のファース
    ト・イン・ファースト・アウト型記憶手段を備え、ここ
    でNは2以上の自然数である、請求項5または6に記載
    の半導体記憶装置。
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