JP4052192B2 - 半導体集積回路 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に、メモリセルを含みLCD(液晶表示装置)やプラズマディスプレイ等の表示パネルを駆動するための半導体集積回路に関し、特に、SRAM(スタティックランダムアクセスメモリ)のメモリセルを含む半導体集積回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
SRAMのメモリセルを含みLCDを駆動する従来のLCDドライバにおいては、CPUからの命令に従ってデータの書込み/読出し動作を行うのと同時に、LCDに画像を表示するためにデータの読出し動作を行うために、2ポートメモリセルが用いられることがある。
【0003】
図18に、このような2ポートメモリセルの構成を示す。このメモリセルは、反転回路INV1及びINV2と、NチャネルMOSトランジスタQN1及びQN2と、PチャネルMOSトランジスタQP1及びQP2とを含んでいる。反転回路INV1は、入力が第1のストアノードN1に接続されており、出力が第2のストアノードN2に接続されている。また、反転回路INV2は、入力が第2のストアノードN2に接続されており、出力が第1のストアノードN1に接続されている。ここで、トランジスタQN1とQN2が第1のポート(書込み/読出しポート)を構成し、トランジスタQP1とQP2が、第2のポート(読出し専用ポート)を構成している。
【0004】
しかしながら、このような2ポートメモリセルを使用すると、1つのメモリセルを構成するトランジスタの数が増加するので、半導体基板の面積が増大してしまい、半導体集積回路全体のコストが上昇するという問題があった。
【0005】
ところで、下記の特許文献1には、チップサイズの増大及び画質の劣化を可及的に防止するとともに、CPUによるメモリへのアクセス動作を可及的に短時間で行うことを可能にした液晶駆動用半導体装置が開示されている。この液晶駆動用半導体装置は、液晶表示部に表示される表示用データが記憶されるシングルポートメモリと、シングルポートメモリに保持された表示用データを所定のサイクルで取り込んで液晶表示部に送出する液晶駆動回路と、CPUがシングルポートメモリにアクセスしない場合には所定のサイクルでシングルポートメモリから表示データを液晶駆動回路に取り込ませて、この取り込んだデータを液晶表示部に送出させ、シングルポートメモリから液晶駆動回路がデータを取り込んでいるときにCPUがシングルポートメモリにアクセスした場合にはCPUに優先権を持たせるように液晶駆動回路の表示データ取込み動作を中止させてCPUにアクセス動作させ、このアクセス動作終了直後に改めて液晶駆動回路の表示データ取込み動作を行わせるように液晶駆動回路を制御する制御回路とを備えている。
【0006】
しかしながら、液晶駆動回路がデータを取り込んでいるときに液晶駆動回路の表示データ取込み動作を中止させるために、制御動作が複雑になると共に、余分な電力を消費してしまうという問題がある。
【0007】
【特許文献1】
特開2002−14659号公報(第2頁、図1)
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、上記の点に鑑み、本発明は、1ポートメモリセルを使用しながら、CPUからの命令に従うデータの書込み/読出し動作と、表示パネルに画像を表示するためのデータの読出し動作とをスムーズに行うことができる半導体集積回路を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、本発明の第1の観点に係る半導体集積回路は、データの入出力を行うポートを有するメモリセルと、ポートに接続され、メモリセルにデータを書き込み、メモリセルからデータを読み出す書込み/読出し回路と、ポートに接続され、メモリセルからデータを読み出す読出し回路と、CPUから送信される書込み要求信号に基づいて書込み制御信号を活性化する第1の回路、及び、CPUから送信される読出し要求信号に基づいて読出し制御信号を活性化する第2の回路を含み、CPUからの書込み要求又は読出し要求に基づいてデータの書込み又は読出しが行われるように書込み/読出し回路を制御するCPU系制御回路と、所定のフレームレートに従って、表示パネルに供給すべきデータの読出しを要求する表示データ読出し要求信号を生成するタイミング発生回路と、タイミング発生回路からの読出し要求に基づいてデータの読出しが行われるように表示データ読出し制御信号を生成して読出し回路を制御する表示系制御回路とを具備し、表示系制御回路が、タイミング発生回路によって生成される表示データ読出し要求信号に基づいて、CPUから送信される書込み要求信号及び読出し要求信号のいずれも活性化されておらず、かつ、CPU系制御回路によって生成される書込み制御信号及び読出し制御信号のいずれも活性化されていないときに、表示データ読出し制御信号の活性化を開始し、その後にCPUからの書込み要求信号又は読出し要求信号が活性化されても、表示データ読出し制御信号の活性化を所定の期間継続する。
【0010】
本発明の第1の観点によれば、表示データ読出し制御信号が活性化された後に、CPUから送信される書込み要求信号又は読出し要求信号が活性化されたとしても、表示データ読出し制御信号の活性化が所定の期間継続されるので、表示パネルに画像を表示するためのデータの読出し動作を継続して行うことが可能であり、データの書込み又は読出し動作のサイクルタイムを従来よりも短縮することができる。
【0011】
また、本発明の第2の観点に係る半導体集積回路は、データの入出力を行うポートを有するメモリセルと、ポートに接続され、メモリセルにデータを書き込み、メモリセルからデータを読み出す書込み/読出し回路と、ポートに接続され、メモリセルからデータを読み出す読出し回路と、CPUから送信される書込み要求信号に基づいて書込み制御信号を活性化する第1の回路、及び、CPUから送信される読出し要求信号に基づいて読出し制御信号を活性化する第2の回路を含み、CPUからの書込み要求又は読出し要求に基づいてデータの書込み又は読出しが行われるように書込み/読出し回路を制御するCPU系制御回路と、所定のフレームレートに従って、表示パネルに供給すべきデータの読出しを要求する表示データ読出し要求信号を生成するタイミング発生回路と、タイミング発生回路からの読出し要求に基づいてデータの読出しが行われるように表示データ読出し制御信号を生成して読出し回路を制御する表示系制御回路とを具備し、表示系制御回路が、CPUから送信される書込み要求信号の活性化の終了から第1の回路によって生成される書込み制御信号の活性化の終了までの期間、及び、CPUから送信される読出し要求信号の活性化の終了から第2の回路によって生成される読出し制御信号の活性化の終了までの期間、を除く期間に、タイミング発生回路によって生成される表示データ読出し要求信号に基づいて表示データ読出し制御信号の活性化を開始し、その後に表示データ読出し制御信号の活性化を所定の期間継続すると共に、第1の回路が、書込み要求信号の活性化の終了から所定の期間以上の期間が経過した後に書込み制御信号の活性化を開始し、第2の回路が、読出し要求信号の活性化の終了から所定の期間以上の期間が経過した後に読出し制御信号の活性化を開始する。
【0012】
本発明の第2の観点によれば、CPUから送信される書込み要求信号又は読出し要求信号の活性化の後に、タイミング発生回路によって生成される表示データ読出し要求信号が活性化された場合であっても、書込み制御信号及び読出し制御信号のいずれも活性化されていなければ、表示データ読出し制御信号の活性化が開始され、その後に表示データ読出し制御信号の活性化が所定の期間継続されるので、表示パネルに画像を表示するためのデータの読出し動作を継続して行うことが可能であり、データの書込み又は読出し動作のサイクルタイムを従来よりも短縮することができる。
【0015】
さらに、本発明の第3の観点に係る半導体集積回路は、データの入出力を行うポートを有するメモリセルと、ポートに接続され、メモリセルにデータを書き込み、メモリセルからデータを読み出す第1の制御回路と、ポートに接続され、メモリセルからデータを読み出す第2の制御回路とを具備し、第1の制御回路は、第1の書込み要求信号又は第1の読出し要求信号を受信し、第1の書込み制御信号又は第1の読出し制御信号を出力して、メモリセルに対してデータの書込み又は読出しを行い、第2の制御回路は、第2の読出し要求信号を受信し、第2の読出し制御信号を出力して、メモリセルに対してデータの読出しを行い、第1の制御回路は、第1の書込み要求信号又は第1の読出し要求信号を受信した場合に、第1の書込み制御信号又は第1の読出し制御信号を、第2の制御回路によるデータの読出しを実行するのに必要な所定の期間だけ遅延して第1の書込み制御信号又は第1の読出し制御信号を有効にし、第2の制御回路は、所定の期間、及び、第1の書込み制御信号又は第1の読出し制御信号が有効な期間は、第2の読出し要求信号に基づく第2の読出し制御信号の活性化を禁止することを特徴とする。
【0016】
本発明の第3の観点によれば、第1の書込み要求信号又は第1の読出し要求信号を受信した後に、第2の読出し要求信号を受信した場合であっても、第1の書込み制御信号及び第1の読出し制御信号のいずれも有効となっていなければ、第2の読出し制御信号の活性化が開始され、その後に第2の読出し制御信号の活性化が所定の期間継続されるので、データの書込み又は読出し動作のサイクルタイムを従来よりも短縮することができる。
【0017】
以上において、メモリセルとしてSRAMのメモリセルを用いるようにしても良い。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照番号を付して、説明を省略する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る半導体集積回路の構成を示すブロック図である。本実施形態は、本発明をLCDドライバICに適用したものである。図1に示すように、LCDドライバIC20は、CPU10及びLCDパネル30に接続されて使用される。
【0019】
LCDドライバIC20は、CPU10との接続に使用されるCPUインターフェース21と、CPU10から入力されるデータを記憶するSRAMのメモリセルアレイ22と、LCDパネル30との接続に使用されるLCDインターフェース23と、CPU10からの書込み要求信号又は読出し要求信号に基づいてメモリセルアレイ22を制御するCPU系制御回路24と、LCDドライバIC20に内蔵されている発振回路から出力される発振信号に基づいて、毎秒60フレームの割合でLCDパネル30に供給すべきデータの読出し要求信号を生成するタイミング発生回路25と、タイミング発生回路25からの読出し要求信号に基づいてメモリセルアレイ22を制御する表示系制御回路26とを有している。
【0020】
LCDドライバIC20には、CPU10から、データの他に、書込み要求信号WRバー、読出し要求信号RDバー、書込みモード信号WM、読出しモード信号RM等の各種の信号が入力される。CPU系制御回路24は、書込み要求信号WRバー及び書込みモード信号WMに基づいて書込み制御信号WEを生成すると共に、読出し要求信号RDバー及び読出しモード信号RMに基づいて読出し制御信号REを生成し、これらの制御信号をメモリセルアレイ22に供給する。
【0021】
メモリセルアレイ22においては、これらの制御信号に基づいて、CPU10から順次入力される書き込み用のデータWDが書き込まれたり、メモリセルアレイ22からデータが読み出され、読み出されたデータRDがCPU10に順次出力される。
【0022】
表示系制御回路26には、タイミング発生回路25から表示データ読出し要求信号LRバーが入力されると共に、CPU系制御回路24から書込み制御信号WE及び読出し制御信号REが入力される。表示系制御回路26は、これらの信号に基づいて、表示データ読出し制御信号LREを生成し、メモリセルアレイ22に供給する。
【0023】
メモリセルアレイ22においては、表示データ読出し制御信号LREに基づいて、表示データが読み出され、読み出された表示データLRDがLCDインターフェース23に出力される。LCDインターフェース23は、表示データLRDに基づいて複数の駆動信号を生成し、LCDパネル30の複数のセグメントにそれぞれ出力する。
【0024】
図2は、本実施形態において用いられるメモリセルアレイの構成を示す図である。図2に示すメモリセルアレイは、2つのストアノードN1及びN2を有するSRAMのメモリセル41と、メモリセル41にデータを書き込むと共にメモリセル41からデータを読み出す書込み/読出し回路42と、これとは別系統でメモリセル41からデータを読み出す読出し回路43と、データの書込み又は読出しの際にワードラインを駆動するワードライン駆動回路44とを含んでいる。
【0025】
メモリセル41は、反転回路INV1及びINV2と、全体として1つのポートを構成するNチャネルMOSトランジスタQN1及びQN2とを含んでいる。反転回路INV1は、入力が第1のストアノードN1に接続されており、出力が第2のストアノードN2に接続されている。また、反転回路INV2は、入力が第2のストアノードN2に接続されており、出力が第1のストアノードN1に接続されている。
【0026】
トランジスタQN1のソース〜ドレイン経路は、第1のストアノードN1とビットラインBLaとの間に接続されている。トランジスタQN2のソース〜ドレイン経路は、第2のストアノードN2とビットラインBLbとの間に接続されている。トランジスタQN1及びQN2のゲートは、ワードラインWLに接続されている。
【0027】
説明を簡単にするために、図2においては1つのメモリセル41のみを示しているが、実際には複数のメモリセルがアレイ状に配列されてメモリセルアレイを構成する。メモリセルアレイの1つの行を構成するメモリセルには、書込み/読出し用の1本のワードラインWLが接続される。一方、メモリセルアレイの1つの列を形成するメモリセルには、1組のビットラインBLa及びBLbとが接続される。
【0028】
書込み制御信号WEがハイレベルになると、書込み/読出し回路42によってデータの書込みが行われる。データの書込みにおいては、ワードライン駆動回路44からワードラインWL上にハイレベルの信号が供給されると共に、例えば、ビットラインBLa上にローレベルの信号が供給され、ビットラインBLb上にハイレベルの信号が供給される。ワードラインWL上にハイレベルの信号が供給されることにより、トランジスタQN1がオン状態となる。
【0029】
これにより、ストアノードN1は、ビットラインBLaと同一のローレベルとなり、ストアノードN2は、ビットラインBLbと同一のハイレベルとなる。反転回路INV1とINV2がこの状態を維持することにより、メモリセル41に1ビットのデータが記憶される。
【0030】
読出し制御信号REがハイレベルになると、書込み/読出し回路42によってデータの読出しが行われる。また、表示データ読出し制御信号LREがハイレベルになると、読出し回路43によってデータの読出しが行われる。データの読出しにおいては、ビットラインBLa及びBLbがプリチャージ又はプルアップされる。その後、ワードライン駆動回路44からワードラインWLにハイレベルの信号が供給され、トランジスタQN1がオン状態となる。
【0031】
これにより、ビットラインBLaがストアノードN1と同一のローレベルとなり、ビットラインBLbがストアノードN2と同一のハイレベルを維持する。書込み/読出し回路42又は読出し回路43において、センスアンプを用いてビットラインBLaとBLbのレベルを検出することにより、メモリセル41に記憶されている1ビットのデータが読み出される。
【0032】
図3は、本実施形態において用いられるCPU系制御回路の構成を示す図である。CPU系制御回路24は、書込み要求信号WRバー及び書込みモード信号WMが入力されるAND回路51と、AND回路51の出力信号を所定の遅延時間D1だけ遅延させる遅延回路52と、AND回路51の出力信号及び遅延回路52の出力信号が入力される片側反転入力のAND回路53とを含んでいる。これらの回路は、書込み要求信号WRバー及び書込みモード信号WMに基づいて、書込み制御信号WEを生成する。
【0033】
また、CPU系制御回路24は、読出し要求信号RDバー及び読出しモード信号RMが入力されるAND回路54と、AND回路54の出力信号を所定の遅延時間D2だけ遅延させる遅延回路55と、AND回路54の出力信号及び遅延回路55の出力信号が入力される片側反転入力のAND回路56とを含んでいる。これらの回路は、読出し要求信号RDバー及び読出しモード信号RMに基づいて、読出し制御信号REを生成する。
【0034】
図4は、本実施形態において用いられる表示系制御回路の構成を示す図である。表示系制御回路26は、表示データ読出し要求信号LRバーを所定の遅延時間D3だけ遅延させる遅延回路61と、表示データ読出し要求信号LRバー及び遅延回路61の出力信号が入力される片側反転入力のAND回路62と、表示データ読出し要求信号LRバーによってリセットされると共に、AND回路62の出力信号によってセットされるフリップフロップ63と、5入力のAND回路64とを含んでいる。
【0035】
フリップフロップ63は、表示データ読出し要求信号LRバーがローレベルになるとリセットが解除されてセットされ、その出力信号Qをハイレベルとする。フリップフロップ63の出力信号Qは、表示データ読出し制御信号LREの立下りエッジに同期して、ローレベルに戻る。AND回路64の3つの入力端子には、フリップフロップ63の出力信号Qと、書込み要求信号WRバーと、読出し要求信号RDバーとが入力され、AND回路64の2つの反転入力端子には、書込み制御信号WEと、読出し制御信号REとが入力される。
【0036】
さらに、表示系制御回路26は、AND回路64の出力信号を所定の遅延時間D4だけ遅延させる遅延回路65と、AND回路64の出力信号及び遅延回路65の出力信号が入力され、表示データ読出し制御信号LREを出力する片側反転入力のAND回路66とを含んでいる。
【0037】
次に、本発明の第1の実施形態に係る半導体集積回路における書込み制御動作及び読出し制御動作について説明する。
図5は、図3に示すCPU系制御回路における書込み制御動作を説明するためのタイミングチャートである。図5に示すように、書込み要求信号WRバーがローレベルとなっている間に書込みモード信号WMが立上がり、その後、書込み要求信号WRバーがハイレベルに戻ると、AND回路51の出力信号はハイレベルとなる。AND回路51の出力信号は、AND回路53の第1の入力端子に供給されると共に、遅延時間D1を有する遅延回路52を介してAND回路53の第2の入力端子(反転入力)に供給される。
【0038】
これにより、AND回路53から出力される書込み制御信号WEは、遅延回路52の遅延時間D1と等しい期間においてハイレベルとなる。書込み制御信号WEがハイレベルとなっている期間において、図1のCPU10からCPUインターフェース21を介して入力されたデータが、メモリセルアレイ22に書き込まれる。
【0039】
図6は、図3に示すCPU系制御回路における読出し制御動作を説明するためのタイミングチャートである。図6に示すように、読出し要求信号RDバーがローレベルとなっている間に読出しモード信号RMが立上がり、その後、読出し要求信号RDバーがハイレベルに戻ると、AND回路54の出力信号はハイレベルとなる。AND回路54の出力信号は、AND回路56の第1の入力端子に供給されると共に、遅延時間D2を有する遅延回路55を介してAND回路56の第2の入力端子(反転入力)に供給される。
【0040】
これにより、AND回路56から出力される読出し制御信号REは、遅延回路55の遅延時間D2と等しい期間においてハイレベルとなる。読出し制御信号REがハイレベルとなっている期間において、図1に示すメモリセルアレイ22からデータが読み出され、読み出されたデータが、CPUインターフェース21を介してCPU10に出力される。
【0041】
図7は、図4に示す表示系制御回路における読出し制御動作を説明するためのタイミングチャートである。図4に示すように、表示データ読出し要求信号LRバーがハイレベルである間に、フリップフロップ63がリセットされる。次に、表示データ読出し要求信号LRバーが立ち下がると、AND回路62の出力信号は、遅延回路61の遅延時間D3と等しい期間においてハイレベルとなる。これにより、フリップフロップ63がセットされて、その出力信号Qがハイレベルとなる。
【0042】
書込み要求信号WRバー又は読出し要求信号RDバーがハイレベルになると、書込み制御信号WE又は読出し制御信号REが所定の期間ハイレベルとなる。書込み制御信号WE又は読出し制御信号REがローレベルに戻ると、5入力のAND回路64の出力信号がハイレベルとなる。AND回路64の出力信号は、AND回路66の第1の入力端子に供給されると共に、遅延時間D4を有する遅延回路65を介してAND回路66の第2の入力端子(反転入力)に供給される。
【0043】
その結果、AND回路66から出力される表示データ読出し制御信号LREは、遅延回路65の遅延時間D4と等しい期間においてハイレベルとなる。表示データ読出し制御信号LREがハイレベルとなっている期間において、図1に示すメモリセルアレイ22からデータが読み出され、読み出されたデータがLCDインターフェース23に出力されて、LCDパネル30を駆動するための駆動信号が生成される。
【0044】
本実施形態によれば、CPU10から送信された書込み要求信号WRバー及び読出し要求信号RDバーのいずれも活性化されておらず、かつ、CPU系制御回路24によって生成された書込み制御信号WE及び読出し制御信号REのいずれも活性化されていないときに、表示系制御回路26が、タイミング発生回路25から送信された表示データ読出し要求信号LRバーに基づいて表示データ読出し制御信号LREを活性化する。
【0045】
即ち、書込み要求信号WRバー、読出し要求信号RDバー、書込み制御信号WE、読出し制御信号REのいずれかが活性化されている期間においては、表示データ読出し制御信号LREの活性化が禁止される。このようにして、CPU10のデータ書込み/読出し動作を優先させながら、LCDパネル30に画像を表示するためのデータの読出し動作をスムーズに行うことができる。
【0046】
次に、本発明の第2の実施形態に係る半導体集積回路について説明する。第2の実施形態は、第1の実施形態における表示系制御回路を変更したものであり、その他の点に関しては第1の実施形態と同様である。
【0047】
図8は、本発明の第2の実施形態において用いられる表示系制御回路の構成を示す図である。この表示系制御回路は、表示データ読出し要求信号LRバーを所定の遅延時間D3だけ遅延させる遅延回路61と、表示データ読出し要求信号LRバー及び遅延回路61の出力信号が入力される片側反転入力のAND回路62と、表示データ読出し要求信号LRバーによってリセットされると共に、AND回路62の出力信号によってセットされるフリップフロップ63と、5入力のAND回路64とを含んでいる。
【0048】
フリップフロップ63は、表示データ読出し要求信号LRバーがローレベルになるとリセットが解除されてセットされ、その出力信号Qをハイレベルとする。フリップフロップ63の出力信号Qは、表示データ読出し制御信号LREの立下りエッジに同期して、ローレベルに戻る。AND回路64の3つの入力端子には、フリップフロップ63の出力信号Qと、書込み要求信号WRバーと、読出し要求信号RDバーとが入力され、AND回路64の2つの反転入力端子には、書込み制御信号WEと、読出し制御信号REとが入力される。
【0049】
さらに、表示系制御回路は、AND回路64の出力信号を所定の遅延時間D4だけ遅延させる遅延回路65と、AND回路64の出力信号及び遅延回路65の出力信号が入力される片側反転入力のAND回路66と、NOR回路67と、反転入力のAND回路68と、AND回路68の出力信号を所定の遅延時間D5だけ遅延させる遅延回路69とを含んでいる。AND回路66の出力信号がハイレベルになると、AND回路68は、遅延時間D5と等しい期間だけハイレベルとなる表示データ読出し制御信号LREを出力する。
【0050】
次に、本発明の第2の実施形態に係る半導体集積回路における読出し制御動作について説明する。
図9は、図8に示す表示系制御回路における読出し制御動作を説明するためのタイミングチャートである。
【0051】
表示データ読出し要求信号LRバーがハイレベルである間に、フリップフロップ63がリセットされる。次に、表示データ読出し要求信号LRバーが立下がると、AND回路62の出力信号は、遅延回路61の遅延時間D3と等しい期間においてハイレベルとなる。これにより、フリップフロップ63がセットされて、その出力信号Qがハイレベルとなる。
【0052】
書込み要求信号WRバー又は読出し要求信号RDバーがハイレベルになると、書込み制御信号WE又は読出し制御信号REが所定の期間ハイレベルとなる。書込み制御信号WE又は読出し制御信号REがローレベルに戻ると、5入力のAND回路64の出力信号がハイレベルとなる。AND回路64の出力信号は、AND回路66の第1の入力端子に供給されると共に、遅延時間D4を有する遅延回路65を介してAND回路66の第2の入力端子(反転入力)に供給される。
【0053】
AND回路66の出力信号は、NOR回路67の第1の入力端子に供給され、NOR回路67の出力信号は、AND回路68の第1の入力端子に供給される。AND回路68から出力される表示データ読出し制御信号LREは、NOR回路67の第2の入力端子に供給されると共に、遅延時間D5を有する遅延回路69を介してAND回路68の第2の入力端子に供給される。
【0054】
その結果、表示データ読出し制御信号LREは、遅延回路69の遅延時間D5と等しい期間においてハイレベルとなる。ここで、書込み要求信号WRバー又は読出し要求信号RDバーが次に立ち上がる前に表示データ読出し制御信号LREがローレベルに戻るように、遅延回路69の遅延時間D5が定められている。
【0056】
これにより、本実施形態においては、CPU10から送信された書込み要求信号WRバー及び読出し要求信号RDバーのいずれも活性化されておらず、かつ、CPU系制御回路によって生成された書込み制御信号WE及び読出し制御信号REのいずれも活性化されていないときに、表示系制御回路が、タイミング発生回路25から送信された表示データ読出し要求信号LRバーに基づいて表示データ読出し制御信号LREの活性化を開始する。
【0057】
即ち、書込み要求信号WRバー、読出し要求信号RDバー、書込み制御信号WE、読出し制御信号REのいずれかが活性化されている期間においては、表示データ読出し制御信号LREの活性化の開始が禁止される。ただし、書込み要求信号WRバー又は読出し要求信号RDバーが活性化されていても、書込み制御信号WE及び読出し制御信号REのいずれも活性化されていなければ、LCDパネル30に画像を表示するためのデータの読出し動作を継続して行うことができる。従って、本実施形態によれば、データの書込み又は読出し動作のサイクルタイムを、第1の実施形態におけるよりも短縮することが可能である。
【0058】
次に、本発明の第3の実施形態に係る半導体集積回路について説明する。第3の実施形態は、第1の実施形態におけるCPU系制御回路及び表示系制御回路を変更したものであり、その他の点に関しては第1の実施形態と同様である。
【0059】
図10は、本実施形態において用いられるCPU系制御回路の構成を示す図である。このCPU系制御回路は、書込み要求信号WRバー及び書込みモード信号WMが入力されるAND回路51と、AND回路51の出力信号を所定の遅延時間D1だけ遅延させる遅延回路52と、AND回路51の出力信号及び遅延回路52の出力信号が入力される片側反転入力のAND回路53と、AND回路53の出力信号を所定の遅延時間D6だけ遅延させる遅延回路71とを含んでいる。ここで、D6≧D5とする。これらの回路は、書込み要求信号WRバー及び書込みモード信号WMに基づいて、書込み制御信号WEを生成する。なお、遅延回路71は、AND回路51の入力端子側に配置しても良いし、AND回路51及び53の間に配置しても良い。
【0060】
また、CPU系制御回路は、読出し要求信号RDバー及び読出しモード信号RMが入力されるAND回路54と、AND回路54の出力信号を所定の遅延時間D2だけ遅延させる遅延回路55と、AND回路54の出力信号及び遅延回路55の出力信号が入力される片側反転入力のAND回路56と、AND回路56の出力信号を所定の遅延時間D7だけ遅延させる遅延回路72とを含んでいる。ここで、D7≧D5とする。これらの回路は、読出し要求信号RDバー及び読出しモード信号RMに基づいて、読出し制御信号REを生成する。なお、遅延回路72は、AND回路54の入力端子側に配置しても良いし、AND回路54及び56の間に配置しても良い。
【0061】
図11は、本発明の第3の実施形態において用いられる表示系制御回路の構成を示す図である。この表示系制御回路は、表示データ読出し要求信号LRバーを所定の遅延時間D3だけ遅延させる遅延回路61と、表示データ読出し要求信号LRバー及び遅延回路61の出力信号が入力される片側反転入力のAND回路62と、表示データ読出し要求信号LRバーによってリセットされると共に、AND回路62の出力信号によってセットされるフリップフロップ63と、4入力のAND回路70とを含んでいる。
【0062】
フリップフロップ63は、表示データ読出し要求信号LRバーがローレベルになるとリセットが解除されてセットされ、その出力信号Qをハイレベルとする。フリップフロップ63の出力信号Qは、表示データ読出し制御信号LREの立下りエッジに同期して、ローレベルに戻る。AND回路70の入力端子には、フリップフロップ63の出力信号Qが入力され、AND回路70の3つの反転入力端子には、CPU10から書込み又は読出しが要求されていない状態を表す信号Kと、書込み制御信号WEと、読出し制御信号REとが入力される。
【0063】
また、表示系制御回路は、書込み要求信号WRバーを所定の遅延時間D8だけ遅延させる遅延回路73と、書込み要求信号WRバー及び遅延回路73の出力信号が入力される片側反転入力のAND回路74と、読出し要求信号RDバーを所定の遅延時間D9だけ遅延させる遅延回路75と、読出し要求信号RDバー及び遅延回路75の出力信号が入力される片側反転入力のAND回路76と、AND回路74及び76の出力信号に基づいて信号Kを出力するOR回路77とを含んでいる。ここで、D8≧D1+D6とし、また、D9≧D2+D7とする。
【0064】
さらに、表示系制御回路は、AND回路70の出力信号を所定の遅延時間D4だけ遅延させる遅延回路65と、AND回路70の出力信号及び遅延回路65の出力信号が入力される片側反転入力のAND回路66と、NOR回路67と、反転入力のAND回路68と、AND回路68の出力信号を所定の遅延時間D5だけ遅延させる遅延回路69とを含んでいる。AND回路66の出力信号がハイレベルになると、AND回路68は、遅延時間D5と等しい期間だけハイレベルとなる表示データ読出し制御信号LREを出力する。
【0065】
次に、本発明の第3の実施形態に係る半導体集積回路における読出し制御動作について説明する。なお、CPU制御回路における書込み制御動作及び読出し制御動作については、遅延回路71によって遅延時間D6だけ遅延させられた書込み制御信号WEを生成し、遅延回路72によって遅延時間D7だけ遅延させられた読出し制御信号REを生成することを除き、図5及び図6を参照しながら説明したものと同様である。
【0066】
図12及び図13は、図11に示す表示系制御回路における読出し制御動作を説明するためのタイミングチャートである。図12は、書込み要求信号WRバー又は読出し要求信号RDバーの受信を終了する前に表示データ読出し要求信号を受信した場合における読出し制御動作を説明するための図である。図13は、書込み要求信号WRバー又は読出し要求信号RDバーの受信を終了した後、所定の期間内に表示データ読出し要求信号を受信した場合における読出し制御動作を説明するための図である。
【0067】
図12に示すように、表示データ読出し要求信号LRバーが立下がると、遅延回路61の遅延時間D3と等しい期間においてAND回路62の出力信号がハイレベルとなり、フリップフロップ63がセットされて、その出力信号Qがハイレベルとなる。また、書込み要求信号WRバーも読出し要求信号RDバーもローレベルなので、信号K、書込み制御信号WE、読出し制御信号REがローレベルとなり、表示データ読出し制御信号LREが、遅延時間D5と等しい期間だけハイレベルとなる。
【0068】
一方、書込み要求信号WRバーがハイレベルになると、書込み制御信号WEは、遅延時間D6と等しい期間の経過後に所定の期間ハイレベルとなる。即ち、書込み制御信号WEは、遅延時間D6と等しい期間だけローレベルを維持し、D6≧D5なので、表示のためのデータ読出し制御は、CPUからのデータ書込み制御と競合しない。
【0069】
また、読出し要求信号RDバーがハイレベルになると、読出し制御信号REは、遅延時間D7と等しい期間の経過後に所定の期間ハイレベルとなる。即ち、読出し制御信号REは、遅延時間D7と等しい期間だけローレベルを維持し、D7≧D5なので、表示のためのデータ読出し制御は、CPUからのデータ読出し制御と競合しない。
【0070】
したがって、書込み要求信号WRバー又は読出し要求信号RDバーが活性化されている期間においても、表示データ読出し制御信号LREの活性化が禁止されず、直ちに表示のためにデータを読み出すことができる。
【0071】
また、図13に示すように、書込み要求信号WRバー又は読出し要求信号RDバーの受信を終了した後、所定の期間内に表示データ読出し要求信号を受信した場合には、信号Kがハイレベルとなり、表示データ読出し制御信号LREはローレベルを維持する。その後、信号Kがローレベルになると、表示データ読出し制御信号LREはハイレベルに移行する。
【0072】
一方、書込み要求信号WRバーがハイレベルになると、書込み制御信号WEは、遅延時間D6と等しい期間の経過後に、遅延時間D1と等しい期間ハイレベルとなる。即ち、表示データ読出し制御信号LREは、遅延時間D8と等しい期間だけローレベルを維持し、D8≧D1+D6なので、CPUからのデータ書込み制御は、表示のためのデータ読出し制御と競合しない。
【0073】
また、読出し要求信号RDバーがハイレベルになると、読出し制御信号REは、遅延時間D7と等しい期間の経過後に、遅延時間D2と等しい期間ハイレベルとなる。即ち、表示データ読出し制御信号LREは、遅延時間D9と等しい期間だけローレベルを維持し、D9≧D2+D7なので、CPUからのデータ読出し制御は、表示のためのデータ読出し制御と競合しない。
【0074】
したがって、表示データ読出し要求信号LRバーが活性化されている期間においても、書込み制御信号WE及び読出し制御信号REの活性化が禁止されず、直ちにCPUからのアクセスを実行することができる。
【0075】
これにより、本実施形態においては、CPUから送信された書込み要求信号WRバーの活性化の終了からCPU系制御回路によって生成された書込み制御信号WEの活性化の終了までの期間、及び、CPUから送信された読出し要求信号RDバーの活性化の終了からCPU系制御回路によって生成された読出し制御信号REの活性化の終了までの期間を除く期間に、表示系制御回路が、タイミング発生回路から送信された表示データ読出し要求信号LRバーに基づいて表示データ読出し制御信号LREの活性化を開始する。即ち、上記期間においては、表示データ読出し制御信号LREの活性化が禁止される。
【0076】
また、CPU系制御回路によって生成された書込み制御信号WE及び読出し制御信号REのいずれも活性化されていないときに、表示系制御回路が、表示データ読出し制御信号LREを活性化する。即ち、書込み制御信号WE又は読出し制御信号REが活性化されている期間においては、表示データ読出し制御信号LREの活性化が禁止される。
【0077】
ただし、書込み要求信号WRバーの活性化の終了後又は読出し要求信号RDバーの活性化の終了後であっても、書込み制御信号WE及び読出し制御信号REのいずれも活性化されていなければ、LCDパネル30に画像を表示するためのデータの読出し動作を継続して行うことができる。従って、本実施形態によれば、データの書込み又は読出し動作のサイクルタイムを、第1及び第2の実施形態におけるよりも短縮することが可能である。
【0078】
次に、本発明の第4の実施形態に係る半導体集積回路について説明する。第4の実施形態は、第3の実施形態における表示系制御回路を変更したものであり、その他の点に関しては第3の実施形態と同様である。
【0079】
図14は、本発明の第4の実施形態において用いられる表示系制御回路の構成を示す図である。この表示系制御回路は、図11における信号Kを生成するための回路73〜77の替わりに、書込み要求信号WRバー及び読出し要求信号RDバーが入力されるAND回路78と、AND回路78の出力信号を所定の時間D10だけ遅延させる遅延回路79と、AND回路78及び遅延回路79の出力信号が入力される片側反転入力のAND回路80とを含んでいる。ここで、D10≧D1+D6、かつ、D10≧D2+D7とする。なお、本実施形態に係る半導体集積回路における読出し制御動作は、図12及び図13を用いて説明したものと同様である。
【0080】
次に、本発明の第5の実施形態に係る半導体集積回路について説明する。第5の実施形態においては、多数のメモリセルを含むメモリセルアレイが、複数のブロック(「バンク」ともいう)に分割して制御される。
【0081】
図15は、本発明の第5の実施形態において用いられるメモリセルアレイの構成を示す図である。図15に示すように、このメモリセルアレイは、M×N個のブロックに分割されており、任意のブロックを(m,n)で表すものとする。このブロックを選択するために、ブロック選択信号BS(m,n)が用いられる。
【0082】
図16は、本実施形態において用いられるCPU系制御回路の構成を示す図である。CPU系制御回路は、CPU10からの書込み要求又は読出し要求に基づくデータの書込み又は読出しが行われるように、メモリセルアレイを複数のブロックに分割して制御する。
【0083】
CPU系制御回路は、書込み要求信号WRバー、書込みモード信号WM、ブロック選択信号BS(m,n)が入力されるAND回路81と、AND回路81の出力信号を所定の遅延時間だけ遅延させる遅延回路82と、AND回路81の出力信号及び遅延回路82の出力信号が入力される片側反転入力のAND回路83とを、ブロックの数だけ含んでいる。これらの回路は、ブロック(m,n)が選択された際に、書込み要求信号WRバー及び書込みモード信号WMに基づいて、そのブロック(m,n)のための書込み制御信号WEを生成する。
【0084】
また、CPU系制御回路は、読出し要求信号RDバー、読出しモード信号RM、ブロック選択信号BS(m,n)が入力されるAND回路84と、AND回路84の出力信号を所定の遅延時間だけ遅延させる遅延回路85と、AND回路84の出力信号及び遅延回路85の出力信号が入力される片側反転入力のAND回路86とを、ブロックの数だけ含んでいる。これらの回路は、ブロック(m,n)が選択された際に、読出し要求信号RDバー及び読出しモード信号RMに基づいて、選択されたブロック(m,n)のための読出し制御信号REを生成する。
【0085】
表示系制御回路は、CPU10からの要求に基づくデータの書込み又は読出しが行われているブロックにおいては、タイミング発生回路25からの読出し要求に基づくデータの読出しが行われないように、メモリセルアレイを複数のブロックに分割して制御すると共に、CPU10からの要求に基づくデータの書込み及び読出しのいずれも行われていないブロックにおいては、LCDパネル30に供給すべきデータの読出しが行われるように、メモリセルアレイを複数のブロックに分割して制御する。
【0086】
次に、本発明の第5の実施形態に係る半導体集積回路における読出し制御動作について説明する。
図17は、本発明の第5の実施形態に用いられる表示系制御回路における読出し制御動作を説明するためのタイミングチャートである。
【0087】
書込み要求信号WRバー又は読出し要求信号RDバーがハイレベルになると、選択されたブロック(m,n)のための書込み制御信号WE又は読出し制御信号REが順次ハイレベルとなる。これにより、ブロック(m,n)毎に、CPU10からの要求に基づくデータの書込み又は読出しが順次行われる。
【0088】
書込み要求信号WRバー又は読出し要求信号RDバーがローレベルとなっている間に表示データ読出し要求信号LRバーが立下がると、書込み要求信号WRバー又は読出し要求信号RDバーがハイレベルとなった後で、ブロック(m,n)毎の表示データ読出し制御信号LREが順次ハイレベルとなる。これにより、ブロック(m,n)毎に、LCDパネル30に供給すべきデータの読出しが順次行われる。ただし、CPU10からの要求に基づいて選択されているブロックについては、書込み制御信号WE又は読出し制御信号REがハイレベルである期間において表示データ読出し制御信号LREがローレベルとされ、CPU10からの要求に基づくデータの書込み又は読出しが優先して行われる。
【0089】
なお、本実施形態においては、CPU10から送信された書込み要求信号WRバー又は読出し要求信号RDバーが活性化されている期間において、タイミング発生回路25から送信された表示データ読出し要求信号LRバーに基づく表示データ読出し制御信号LREの活性化の開始が禁止される。ただし、書込み要求信号WRバー又は読出し要求信号RDバーが活性化されていても、書込み制御信号WE及び読出し制御信号REのいずれも活性化されていなければ、LCDパネル30に画像を表示するためのデータの読出し動作を継続して行うことができる。
【0090】
本実施形態によれば、1ポートメモリセルを使用しながら、CPUからの命令に従うデータの書込み/読出し動作と、表示パネルに画像を表示するためのデータの読出し動作とを、1つのメモリセルアレイにおける異なるブロックにおいて同時に行うことができる。従って、データの書込み又は読出し動作のサイクルタイムをさらに短縮することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施形態に係る半導体集積回路の構成を示すブロック図。
【図2】 本発明の第1の実施形態において用いられるメモリセルアレイを示す図。
【図3】 本発明の第1の実施形態において用いられるCPU系制御回路の構成を示す図。
【図4】 本発明の第1の実施形態において用いられる表示系制御回路の構成を示す図。
【図5】 図3に示すCPU系制御回路における動作を説明するためのタイミング図。
【図6】 図3に示すCPU系制御回路における動作を説明するためのタイミング図。
【図7】 図4に示す表示系制御回路における動作を説明するためのタイミング図。
【図8】 本発明の第2の実施形態において用いられる表示系制御回路の構成を示す図。
【図9】 図8に示す表示系制御回路における動作を説明するためのタイミング図。
【図10】 本発明の第3の実施形態において用いられるCPU系制御回路の構成を示す図。
【図11】 本発明の第3の実施形態において用いられる表示系制御回路の構成を示す図。
【図12】 図11に示す表示系制御回路における動作を説明するためのタイミング図。
【図13】 図11に示す表示系制御回路における動作を説明するためのタイミング図。
【図14】 本発明の第4の実施形態において用いられる表示系制御回路の構成を示す図。
【図15】 本発明の第5の実施形態において用いられるメモリセルアレイを示す図。
【図16】 本発明の第5の実施形態において用いられるCPU系制御回路の構成を示す図。
【図17】 本発明の第5の実施形態に用いられる表示系制御回路における動作を説明するためのタイミング図。
【図18】 従来の2ポートメモリセルの構成を示す図。
【符号の説明】
10 CPU、 20 LCDドライバIC、 21 CPUインターフェース、 22 メモリセルアレイ、 23 LCDインターフェース、 24 CPU系制御回路、 25 タイミング発生回路、 26 表示系制御回路、 30 LCDパネル、 41 メモリセル、 42 書込み/読出し回路、 43読出し回路、 44 ワードライン駆動回路、 51、53、54、56、62、64、66、68、70、74、76、78、80、81、83、84、86 AND回路、 52、55、61、65、69、71、72、73、75、79、82、85 遅延回路、 63 フリップフロップ、 67 NOR回路、 77 OR回路、 BLa、BLb ビットライン、 WL ワードライン、 QN1、QN2 NチャネルMOSトランジスタ、 INV1、INV2 反転回路、 N1、N2 ストアノード
Claims (4)
- データの入出力を行うポートを有するメモリセルと、
前記ポートに接続され、前記メモリセルにデータを書き込み、前記メモリセルからデータを読み出す書込み/読出し回路と、
前記ポートに接続され、前記メモリセルからデータを読み出す読出し回路と、
CPUから送信される書込み要求信号に基づいて書込み制御信号を活性化する第1の回路、及び、前記CPUから送信される読出し要求信号に基づいて読出し制御信号を活性化する第2の回路を含み、前記CPUからの書込み要求又は読出し要求に基づいてデータの書込み又は読出しが行われるように前記書込み/読出し回路を制御するCPU系制御回路と、
所定のフレームレートに従って、表示パネルに供給すべきデータの読出しを要求する表示データ読出し要求信号を生成するタイミング発生回路と、
前記タイミング発生回路からの読出し要求に基づいてデータの読出しが行われるように表示データ読出し制御信号を生成して前記読出し回路を制御する表示系制御回路と、
を具備し、
前記表示系制御回路が、前記タイミング発生回路によって生成される表示データ読出し要求信号に基づいて、前記CPUから送信される書込み要求信号及び読出し要求信号のいずれも活性化されておらず、かつ、前記CPU系制御回路によって生成される書込み制御信号及び読出し制御信号のいずれも活性化されていないときに、表示データ読出し制御信号の活性化を開始し、その後に前記CPUからの書込み要求信号又は読出し要求信号が活性化されても、表示データ読出し制御信号の活性化を所定の期間継続する、半導体集積回路。 - データの入出力を行うポートを有するメモリセルと、
前記ポートに接続され、前記メモリセルにデータを書き込み、前記メモリセルからデータを読み出す書込み/読出し回路と、
前記ポートに接続され、前記メモリセルからデータを読み出す読出し回路と、
CPUから送信される書込み要求信号に基づいて書込み制御信号を活性化する第1の回路、及び、前記CPUから送信される読出し要求信号に基づいて読出し制御信号を活性化する第2の回路を含み、前記CPUからの書込み要求又は読出し要求に基づいてデータの書込み又は読出しが行われるように前記書込み/読出し回路を制御するCPU系制御回路と、
所定のフレームレートに従って、表示パネルに供給すべきデータの読出しを要求する表示データ読出し要求信号を生成するタイミング発生回路と、
前記タイミング発生回路からの読出し要求に基づいてデータの読出しが行われるように表示データ読出し制御信号を生成して前記読出し回路を制御する表示系制御回路と、
を具備し、
前記表示系制御回路が、前記CPUから送信される書込み要求信号の活性化の終了から前記第1の回路によって生成される書込み制御信号の活性化の終了までの期間、及び、前記CPUから送信される読出し要求信号の活性化の終了から前記第2の回路によって生成される読出し制御信号の活性化の終了までの期間、を除く期間に、前記タイミング発生回路によって生成される表示データ読出し要求信号に基づいて表示データ読出し制御信号の活性化を開始し、その後に表示データ読出し制御信号の活性化を所定の期間継続すると共に、前記第1の回路が、書込み要求信号の活性化の終了から前記所定の期間以上の期間が経過した後に書込み制御信号の活性化を開始し、前記第2の回路が、読出し要求信号の活性化の終了から前記所定の期間以上の期間が経過した後に読出し制御信号の活性化を開始する、半導体集積回路。 - 前記メモリセルがSRAMのメモリセルである、請求項1又は2記載の半導体集積回路。
- データの入出力を行うポートを有するメモリセルと、
前記ポートに接続され、前記メモリセルにデータを書き込み、前記メモリセルからデータを読み出す第1の制御回路と、
前記ポートに接続され、前記メモリセルからデータを読み出す第2の制御回路と、
を具備し、
前記第1の制御回路は、第1の書込み要求信号又は第1の読出し要求信号を受信し、第1の書込み制御信号又は第1の読出し制御信号を出力して、前記メモリセルに対してデータの書込み又は読出しを行い、
前記第2の制御回路は、第2の読出し要求信号を受信し、第2の読出し制御信号を出力して、前記メモリセルに対してデータの読出しを行い、
前記第1の制御回路は、第1の書込み要求信号又は第1の読出し要求信号を受信した場合に、第1の書込み制御信号又は第1の読出し制御信号を、前記第2の制御回路によるデータの読出しを実行するのに必要な所定の期間だけ遅延して前記第1の書込み制御信号又は前記第1の読出し制御信号を有効にし、
前記第2の制御回路は、前記所定の期間、及び、前記第1の書込み制御信号又は前記第1の読出し制御信号が有効な期間は、前記第2の読出し要求信号に基づく第2の読出し制御信号の活性化を禁止する、
ことを特徴とする半導体集積回路。
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