JP4418655B2 - Semiconductor memory device - Google Patents
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Description
本発明は、特に映像信号処理に使用されて好適なマルチポート構成の半導体記憶装置に関するものである。 The present invention relates to a multi-port semiconductor memory device that is particularly suitable for use in video signal processing.
従来の半導体記憶装置では、例えば特許文献1に記載されるように、各ポート毎に各々デコーダ、ビット線及びセンスアンプ回路を持ち、各ポート間で任意のアドレスへ独立してアクセス可能であった。 In the conventional semiconductor memory device, for example, as described in Patent Document 1, each port has a decoder, a bit line, and a sense amplifier circuit, and an arbitrary address can be independently accessed between the ports. .
図6は、このような従来のマルチポート構成として2ポート構成のメモリの構成図を示す。同図において、1はポート1のアドレス信号及び制御信号、2はポート2のアドレス信号及び制御信号、6及び11は2分割されたメモリセルアレイである。 FIG. 6 shows a configuration diagram of a memory having a 2-port configuration as such a conventional multi-port configuration. In the figure, 1 is an address signal and control signal of port 1, 2 is an address signal and control signal of port 2, and 6 and 11 are memory cell arrays divided into two.
また、3はポート1のデコーダ、23はポート2のデコーダ、4はポート1のメモリセルアレイ6のデコーダ、24はポート2のメモリセルアレイ6のデコーダ、28はメモリセルアレイ6のメモリセル、9はポート1のメモリセルアレイ6のセンスアンプ回路、29はポート2のメモリセルアレイ6のセンスアンプ回路、7はポート1のプリチャージ回路、27はポート2のプリチャージ回路である。
3 is a port 1 decoder, 23 is a port 2 decoder, 4 is a port 1 memory cell array 6 decoder, 24 is a port 2 memory cell array 6 decoder, 28 is a memory cell array 6 memory cell, and 9 is a port port. 1 is a sense amplifier circuit of the memory cell array 6, 29 is a sense amplifier circuit of the memory cell array 6 of the
同様に、メモリセルアレイ11に対しても、ポート1のデコーダ5、ポート2のデコーダ25が備えられる。このメモリセルアレイ11には、図示しないが、前記メモリセルアレイ6と同様に、複数のメモリセルを備えると共に、各ポート毎にセンスアンプ回路及びプリチャージ回路を有する。
Similarly, the memory cell array 11 includes a
更に、12はセレクタであって、メモリセルアレイ6の出力Dr11及びメモリセルアレイ11の出力Dr21を入力し、その何れか一方の出力をデコーダ3からの信号により選択し、ポート1の読み出しデータ30として出力する。13もセレクタであって、メモリセルアレイ6の出力Dr12及びメモリセルアレイ11の出力Dr22を入力し、その何れか一方の出力をデコーダ3からの信号により選択し、ポート2の読み出しデータ32として出力する。26はポート1の書き込みデータであり、信号線Dw1を介してメモリセルアレイ6とメモリセルアレイ11とに入力される。28はポート2の書き込みデータであり、信号線Dw2を介してメモリセルアレイ6とメモリセルアレイ11とに入力される。
Further, 12 is a selector, which receives the output Dr11 of the memory cell array 6 and the output Dr21 of the memory cell array 11, and selects either one of them based on the signal from the decoder 3 and outputs it as read
図7(a)はメモリセル28、図7(b)はプリチャージ回路7(及び27)、図7(c)はセンスアンプ回路9(及び29)の構成図である。図7(a)のメモリセル28は、各ポート毎に各々1対のトランジスタ601、602によって各々ポート1のビット線b11及びb12、ポート2のビット線b21及びb22に接続されている。また、デコーダ104からは各ポート毎にワード線w1、w2が接続されている。図7(b)のプリチャージ回路は、アクセス時に各ビット線(b11、b12)、(b21、b22)をプリチャージするものであり、デコーダ4から入力される制御信号c1により、3個のP型トランジスタ604がONして、ビット線b1、b2がプリチャージされる。図7(c)のセンスアンプ回路9は、書き込み時は制御信号c2によって書き込みデータDwをビット線b1、b2に送り、読み出し時は書き込み時の制御信号c2とは排他的にセンスアンプSAによりビット線b1、b2の電位差を増幅して、読み出しデータDrとして出力する。
7A is a configuration diagram of the
このような2ポート構成の半導体記憶装置では、各ポート毎にデコーダ、ビット線、プリチャージ回路、センスアンプ回路を有し、書き込み又は読み出し動作を独立に行うことができる。 Such a two-port semiconductor memory device has a decoder, a bit line, a precharge circuit, and a sense amplifier circuit for each port, and can perform a write or read operation independently.
また、近年、高速アクセスのため、メモリを物理的に複数のメモリブロックに分割し、その上で、例えば上位アドレスで前記各メモリブロックをアクセスし、下位アドレスで前記アクセスしたメモリブロックのデータを選択する構成のメモリも存在するが、マルチポート型の場合には、前記と同様に、各ポート毎にデコーダ等を備えている。 Also, in recent years, for high-speed access, the memory is physically divided into a plurality of memory blocks, and then, for example, each memory block is accessed with an upper address, and the data of the accessed memory block is selected with a lower address. However, in the case of the multi-port type, a decoder or the like is provided for each port as described above.
しかしながら、前記のような半導体記憶装置では、各ポート毎に独立アクセスを可能とするために、各ポート毎にデコーダ等を持つ構成である。このため、回路面積が増大するという課題がある。 However, the semiconductor memory device as described above has a decoder or the like for each port in order to enable independent access for each port. For this reason, there exists a subject that a circuit area increases.
本発明の目的は、各ポート間でアドレスデコーダ、プリチャージ回路及びセンスアンプ回路等を共用化して、マルチポート構成の半導体記憶装置を小型化することにある。 An object of the present invention is to reduce the size of a multi-port semiconductor memory device by sharing an address decoder, a precharge circuit, a sense amplifier circuit, and the like between ports.
以上の目的を達成するため、本発明では、特に、映像信号処理に使用されるマルチポート構成の半導体記憶装置に着目した。この映像信号処理では、ライン遅延、フィールド遅延、フレーム遅延の各データを作成するが、この場合、各ポートからメモリへのアクセスは完全に独立ではなく、また、各ポートのアクセスアドレスは離れているという特徴がある。 In order to achieve the above object, the present invention pays particular attention to a multi-port semiconductor memory device used for video signal processing. In this video signal processing, line delay, field delay, and frame delay data are created. In this case, access from each port to the memory is not completely independent, and the access addresses of each port are separated. There is a feature.
本願発明は、これらの特徴点に着目し、メモリセルアレイを複数のメモリセルブロックに分割し、各ポートからの同時アクセス時には、これらのアクセスを異なるメモリブロックに対して行い、これにより、各メモリブロックでは各1個のアドレスデコーダ、プリチャージ回路及びセンスアンプ回路等のみを配置可能とする。 The present invention pays attention to these characteristic points, divides the memory cell array into a plurality of memory cell blocks, and performs simultaneous access to different memory blocks at the time of simultaneous access from each port. In this case, only one address decoder, precharge circuit, sense amplifier circuit, etc. can be arranged.
すなわち、請求項1記載の発明の半導体記憶装置は、複数のポートを持ち、各ポートがその各ポート別に異なるアドレスのメモリセルにアクセス可能な半導体記憶装置であって、複数のメモリセルを有する複数のシングルポートメモリブロックと、前記各ポート別のアドレス信号及び制御信号を入力し、前記複数のシングルポートメモリブロックに対して、各々異なるポートのアドレス信号及び制御信号を選択して出力する選択手段とを有し、前記各シングルポートメモリブロック別に各々異なるポートのアクセス要求を行って、各々異なるポートのデータを各メモリブロックから読み出すことを特徴とする。 In other words, the semiconductor memory device according to the first aspect of the present invention is a semiconductor memory device having a plurality of ports, each port being capable of accessing a memory cell at a different address for each port, and having a plurality of memory cells. A single-port memory block, and a selection means for inputting an address signal and a control signal for each port, and selecting and outputting an address signal and a control signal for different ports to the plurality of single-port memory blocks And each of the single port memory blocks makes an access request for each different port and reads data from each different port from each memory block.
請求項2記載の発明は、前記請求項1記載の半導体記憶装置において、前記選択手段は、前記各ポート別のアドレス信号及び制御信号を入力し、この各ポート別のアドレス信号及び制御信号から、何れかのポートのアドレス信号及び制御信号を選択して何れのメモリブロックに出力するかを制御する制御信号を生成する制御信号生成回路を備えたことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the semiconductor memory device according to the first aspect, the selection unit inputs an address signal and a control signal for each port, and from the address signal and the control signal for each port, A control signal generation circuit is provided that generates a control signal for controlling which address signal and control signal of any port is selected and output to which memory block.
請求項3記載の発明は、前記請求項2記載の半導体記憶装置において、前記選択手段は、前記複数のメモリブロックに対応する複数の第1のセレクタを有し、前記複数の第1のセレクタは、各々、前記制御信号生成回路の制御信号を入力し、この制御信号に基づいて、前記各ポート別のアドレス信号及び制御信号のうち何れか1つのポートのアドレス信号及び制御信号を選択し、この各第1のセレクタが選択する1つのポートのアドレス信号及び制御信号は、相互にポートが異なるアドレス信号及び制御信号であることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the semiconductor memory device according to the second aspect, the selection unit includes a plurality of first selectors corresponding to the plurality of memory blocks, and the plurality of first selectors is , Each of which receives a control signal of the control signal generation circuit, and based on the control signal, selects an address signal and a control signal for any one of the port-specific address signals and control signals, An address signal and a control signal of one port selected by each first selector are an address signal and a control signal having different ports.
請求項4記載の発明は、前記請求項3記載の半導体記憶装置において、前記選択手段は、前記複数のメモリブロックに対応する複数の第2のセレクタを有し、前記複数の第2のセレクタは、各々、外部からの各ポート別の書き込みデータと前記制御信号生成回路の制御信号とを入力し、この制御信号に基づいて、前記各ポート別の書き込みデータのうち何れか1つのポートの書き込みデータを選択するものであって、前記複数のメモリブロックに対して、各々異なるポートの書き込みデータを書き込む動作を行うことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the semiconductor memory device according to the third aspect, the selection unit includes a plurality of second selectors corresponding to the plurality of memory blocks, and the plurality of second selectors is The external write data for each port and the control signal for the control signal generation circuit are input, and the write data for any one of the write data for each port based on the control signal. And the operation of writing the write data of different ports to each of the plurality of memory blocks is performed.
請求項5記載の発明は、前記請求項1又は4記載の半導体記憶装置において、前記複数のメモリブロックは、各々、前記各ポートに共通のプリチャージ回路、センスアンプ回路及びアドレスデコーダを有することを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the semiconductor memory device according to the first or fourth aspect, each of the plurality of memory blocks has a precharge circuit, a sense amplifier circuit, and an address decoder common to the respective ports. Features.
請求項6記載の発明は、前記請求項2記載の半導体記憶装置において、前記制御信号生成回路は、前記各ポートのアドレス信号及び制御信号に含まれる各アドレスの最上位ビットを入力し、前記各最上位ビットに基づいて、前記複数のメモリブロックに対して何れのポートのアドレス信号及び制御信号を選択するかの制御信号を生成することを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the semiconductor memory device according to the second aspect, the control signal generation circuit inputs an address signal of each port and a most significant bit of each address included in the control signal. Based on the most significant bit, a control signal for selecting an address signal and a control signal of which port is selected for the plurality of memory blocks is generated.
請求項7記載の発明は、前記請求項2記載の半導体記憶装置において、前記制御信号生成回路は、前記各ポートのアドレス信号及び制御信号に含まれる各アドレスの少なくとも上位2ビットを入力し、前記各上位2ビットに基づいて、前記複数のメモリブロックに対して何れのポートのアドレス信号及び制御信号を選択するかの制御信号を生成することを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the semiconductor memory device according to the second aspect, the control signal generation circuit inputs at least the upper 2 bits of each address included in the address signal and the control signal of each port, and Based on each upper 2 bits, a control signal for selecting an address signal and a control signal of which port is selected for the plurality of memory blocks is generated.
請求項8記載の発明は、前記請求項2記載の半導体記憶装置において、前記制御信号生成回路は、前記各ポートのアドレス信号及び制御信号に含まれる各アドレスの最下位ビットを入力し、前記各最下位ビットに基づいて、前記複数のメモリブロックに対して何れのポートのアドレス信号及び制御信号を選択するかの制御信号を生成することを特徴とする。 According to an eighth aspect of the present invention, in the semiconductor memory device according to the second aspect, the control signal generation circuit inputs an address signal of each port and a least significant bit of each address included in the control signal, Based on the least significant bit, a control signal for selecting an address signal and a control signal of which port is selected for the plurality of memory blocks is generated.
請求項9記載の発明は、前記請求項2記載の半導体記憶装置において、前記制御信号生成回路は、前記各ポートのアドレス信号及び制御信号に含まれる各アドレスの所定の上位ビット及び下位ビットを入力し、前記各所定の上位ビット及び下位ビットに基づいて、前記複数のメモリブロックに対して何れのポートのアドレス信号及び制御信号を選択するかの制御信号を生成することを特徴とする。 According to a ninth aspect of the present invention, in the semiconductor memory device according to the second aspect, the control signal generation circuit inputs a predetermined upper bit and lower bit of each address included in the address signal and control signal of each port. Then, a control signal for selecting which port address signal and control signal is selected for the plurality of memory blocks is generated based on each of the predetermined upper bits and lower bits.
請求項10記載の発明は、前記請求項2記載の半導体記憶装置において、前記制御信号生成回路は、前記各ポートのアドレス信号及び制御信号に含まれる各アドレスの少なくとも所定の1ビットを入力し、前記各1ビットに基づいて、前記複数のメモリブロックに対して何れのポートのアドレス信号及び制御信号を選択するかの制御信号を生成することを特徴とする。 According to a tenth aspect of the present invention, in the semiconductor memory device according to the second aspect, the control signal generation circuit inputs at least a predetermined 1 bit of each address included in the address signal and the control signal of each port, A control signal for selecting an address signal and a control signal of which port is selected for the plurality of memory blocks is generated based on each 1 bit.
以上により、請求項1〜10記載の半導体記憶装置では、選択手段が、同じメモリブロックで複数のポートからのアクセスが重ならないように、各ポートのアドレス信号及び制御信号を各メモリブロックに割り当てるので、各メモリブロックでは、アドレスデコーダやセンスアンプ回路等を各1個のみ持てば良くなる。 As described above, in the semiconductor memory device according to any one of claims 1 to 10, the selecting unit assigns the address signal and the control signal of each port to each memory block so that accesses from a plurality of ports do not overlap in the same memory block. Each memory block has only one address decoder, one sense amplifier circuit, and the like.
以上のように、本発明の半導体記憶装置によれば、マルチポート構成の半導体記憶装置であっても、各ポート毎にアドレスデコーダやセンスアンプ回路、ビット線等を持つ必要がなくなり、回路面積の大幅な削減が可能となる効果を奏する。 As described above, according to the semiconductor memory device of the present invention, there is no need to have an address decoder, a sense amplifier circuit, a bit line, etc. for each port even in a multi-port semiconductor memory device. There is an effect that significant reduction is possible.
図1は、本発明の実施の形態である半導体記憶装置の構成図を示し、2ポートのメモリ構成を例示している。 FIG. 1 is a configuration diagram of a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention, and exemplifies a 2-port memory configuration.
図1において、101は外部から入力されるポート1のアドレス信号及び制御信号、102は外部から入力されるポート2のアドレス信号及び制御信号である。106はメモリセル110を複数含んで構成されるメモリセルアレイ(メモリブロック)である。108は前記メモリセルアレイ106と同じ構成を持つ他のメモリセルアレイ(メモリブロック)である。Aは選択回路(選択手段)であって、前記ポート1及びポート2のアドレス信号及び制御信号101、102を入力し、この各ポート1、2のアドレス信号及び制御信号101、102に基づいて、前記両メモリセルアレイ106又は108のうち何れか一方(例えばメモリセルアレイ106)に対して一方のポート(例えば1)のアクセス要求を行うと同時に、他方のメモリセルアレイ(例えば108)に対して他方のポート(例えば2)のアクセス要求を行って、各ポート1、2のデータを各々異なるメモリセルアレイ106、108から読み出したり、各ポート1、2からの書き込みデータを各々異なるメモリセルアレイ106、108に書き込むようにする。その詳細は、後述する。
In FIG. 1, 101 is an address signal and control signal for port 1 input from the outside, and 102 is an address signal and control signal for port 2 input from the outside. A memory cell array (memory block) 106 includes a plurality of
103は前記各ポート1、2のアドレス信号及び制御信号101、102の一部(例えば、後述するようにアドレス信号の最上位ビット)を入力して、制御信号cntを生成するデコーダ(制御信号生成回路)である。104、105は前記各ポート1、2のアドレス信号及び制御信号101、102の一部(例えばアドレス信号の最上位ビットを除く全てのビット)を入力し、デコードするデコーダ(アドレスデコーダ)である。107はビット線b1、b2をプリチャージするプリチャージ回路であって、メモリセルアレイ106に備えられる。109は前記ビット線b1、b2の信号を増幅するセンスアンプ回路であって、メモリセルアレイ106に備えられる。110はデータを記憶するメモリセルであって、複数のメモリセル110がメモリセルアレイ106に備えられる。前記メモリセルアレイ108の内部構成は、前記メモリセルアレイ106と同一であるので、その図示及び説明を省略する。
また、図1において、114は、前記両ポート1、2のアドレス信号及び制御信号101、102の一部(例えばアドレス信号の最上位ビットを除く全てのビット)を入力し、その何れか一方を前記デコーダ103からの制御信号cntに基づいて選択して、前記一方のメモリセルアレイ106用のデコーダ104に出力する第1のセレクタである。116も第1のセレクタであって、前記両ポート1、2のアドレス信号及び制御信号101、102の一部を入力し、その何れか一方を前記デコーダ103からの制御信号cntに基づいて選択して、前記他方のメモリセルアレイ108用のデコーダ105に出力する。
In FIG. 1,
更に、115は外部からのポート1の書き込みデータ120と外部からのポート2の書き込みデータ122とを入力し、その何れか一方の書き込みデータを前記デコーダ103からの制御信号cntにより選択して、信号線Dw1を介してセンスアンプ回路109に出力する第2のセレクタである。117も第2のセレクタであって、外部からのポート1の書き込みデータ120と外部からのポート2の書き込みデータ122とを入力し、その何れか一方の書き込みデータを前記デコーダ103からの制御信号cntにより選択して、信号線Dw2を介してメモリセルアレイ108に出力する。
Further, 115 receives
118は第3のセレクタであって、前記2つのメモリセルアレイ106、108から信号線Dr1、Dr2を介してデータを入力し、その何れか一方のデータを前記デコーダ103からの制御信号cntにより選択して、ポート1の読み出しデータ121として外部へ出力する。また、119も第3のセレクタであって、前記2つのメモリセルアレイ106、108から信号線Dr1、Dr2を介してデータを入力し、その何れか一方のデータを前記デコーダ103からの制御信号cntにより選択して、ポート2の読み出しデータ123として外部へ出力する。
A
前記プリチャージ回路107及びセンスアンプ回路109は、図2(b)及び(c)に示す内部構成を持つ。これら回路は、従来例を示す図7と同一構成であるが、従来例を示す図6の半導体記憶装置と比較して判るように、2つのポート1、2を備えても、1つのメモリセルアレイ106に対して各1個のみ配置され、この両ポート1、2間で共用されている。この共用の結果、メモリセルアレイ106内の各メモリセル110は、図2(a)に示すように、ラッチ回路203が1組のトランジスタ201、202を介して両ポート1、2共用の1対のビット線b1、b2と接続される。また、前記1組のトランジスタ201、202のゲートは、両ポート1、2共用のワード線W1に接続される。
The
次に、動作を説明する。本実施の形態では、各ポート1、2のアドレス信号及び制御信号101、102の各8ビットのアドレス信号の一部として最上位ビットを用い、この最上位ビットでメモリセルアレイ106、108の一方を選択していて、最上位ビットが0の場合にはメモリセルアレイ106を、1の場合にはメモリセルアレイ108を選択する場合を例示して説明する。
Next, the operation will be described. In the present embodiment, the most significant bit is used as part of the 8-bit address signal of each of the address signals of the ports 1 and 2 and the control signals 101 and 102, and one of the
先ず、書き込み動作では、外部から各ポート1、2のアドレス信号及び制御信号101、102を入力する。このうち、制御信号は書き込みイネーブル信号及びクロック信号である。ポート1のアドレス信号及び制御信号101のうち、アドレス信号の最上位ビットと制御信号とがデコーダ103に入力される。入力されたアドレス信号の最上位ビットが0の場合、デコーダ103の制御信号cntにより、第1のセレクタ114はそのアドレス信号及び制御信号101の下位7ビットのアドレス信号及び制御信号を選択して、デコーダ104に出力する。このデコーダ104は、アドレス信号をデコードし、ワード線w1を駆動する。前記ワード線w1は、図2(a)に示すように、メモリセル110に接続されていて、このメモリセル110のトランジスタ201、202をONにする。
First, in the write operation, the address signals and
一方、ポート1の書き込みデータ120は、デコーダ103の制御信号cntにより第2のセレクタ115で選択されて、信号線Dw1を介してセンスアンプ回路109に出力される。センスアンプ回路109は、図2(c)に示したように、デコーダ104からの制御信号c2が1の場合には、信号線Dw1のポート1の書き込みデータ120をインバータ及びバッファを介して伝達し、その正及び負論理の信号を各々ビット線b1、b2に出力する。これにより、メモリセル110内の図2(a)に示したトランジスタ201、202を介してラッチ回路203に前記ポート1の書き込みデータ120が書き込まれて、保持される。このような動作により書き込み動作が行われる。
On the other hand, the
また前記とは逆に、ポート1のアドレス信号及び制御信号101のうち、入力されたアドレス信号の最上位ビットが1の場合には、第1のセレクタ116は、デコーダ103の制御信号cntにより、そのアドレス信号及び制御信号101を選択し、その下位7ビットのアドレス信号及び制御信号をデコーダ105に出力する。また、ポート1の書き込みデータ120は、デコーダ103の制御信号cntにより、第2のセレクタ117で選択されて、メモリセルアレイ108に出力されて、前記と同様にそのポート1の書き込みデータ120の書き込み動作が行われる。
Contrary to the above, when the most significant bit of the input address signal among the address signal and control signal 101 of port 1 is 1, the
このような動作は、ポート2でも同様であり、ポート2のアドレス信号及び制御信号102が、そのアドレス信号の最上位ビットが0か1かによって、そのアドレス信号の下位7ビットが第1のセレクタ114又は116で選択され、ポート2の書き込みデータ122が第2のセレクタ115又は117によって選択されて、メモリセルアレイ106又は108に書き込まれる。
Such an operation is the same for the port 2, and the address signal and control signal 102 of the port 2 indicate that the most significant bit of the address signal is 0 or 1, and the lower 7 bits of the address signal are the first selector. The port 2
次に、読み出し動作を説明する。ポート1のアドレス信号及び制御信号101のうち、アドレス信号の最上位ビットと制御信号とがデコーダ103に入力される。この入力されたアドレス信号の最上位ビットが0の場合、第1のセレクタ114は、デコーダ103の制御信号cntにより、そのアドレス信号及び制御信号101のうちアドレス信号の下位7ビットをデコーダ104に出力する。デコーダ104はそのアドレス信号をデコードし、ワード線w1を駆動する。ワード線w1が駆動されると、図2(a)に示すように、メモリセル110のトランジスタ201、202がONになる。
Next, the reading operation will be described. Of the address signal and control signal 101 of port 1, the most significant bit of the address signal and the control signal are input to the
ビット線b1、b2は、図2(b)に示したトランジスタ204を含むプリチャージ回路107により、デコーダ104からの制御信号c1に基づいてプリチャージされて、同電位になっており、この状態において、既述の通り図2(a)のトランジスタ201、202がON になると、ラッチ回路203のデータによってビット線b1、b2に電位差が生じる。この電位差をセンスアンプ回路109内の図2(c)中のセンスアンプSAにより増幅し、読み出しデータとして信号線Dr1を介して第3のセレクタ118に出力する。この第3のセレクタ118は、デコーダ103からの制御信号cntにより、前記信号線Dr1の読み出しデータを選択して、ポート1の読み出しデータ121として外部へ出力する。
The bit lines b1 and b2 are precharged based on the control signal c1 from the
一方、入力されたポート1のアドレス信号の最上位ビットが1の場合には、第1のセレクタ116は、デコーダ103の制御信号cntにより、そのアドレス信号及び制御信号101のうちアドレス信号の下位7ビットをデコーダ105に出力する。デコーダ105は、そのアドレス信号をデコードし、メモリセルアレイ108に出力し、前記と同様に信号線Dr2を介して第3のセレクタ118に出力する。この第3のセレクタ118は、デコーダ103からの制御信号cntにより、前記信号線Dr2のデータを選択して、ポート1の読み出しデータ121として外部へ出力する。
On the other hand, when the most significant bit of the input address signal of the port 1 is 1, the
ポート2についても、前記と同様に、アドレス信号の最上位ビットによりメモリセルアレイ106又は108を動作させて、その読み出しデータを第3のセレクタ119で選択して、ポート2の読み出しデータ123として外部へ出力する。このような動作により読み出し動作を行う。
For port 2 as well, the
前記書き込み動作及び読み出し動作において、図3(a)に示すように、映像信号処理上、フィールド遅延データを作成する場合に、ある任意の時間では、ポート1のデータはフィールド1の領域であり、ポート2のデータはフィールド2の領域であるとすれば、メモリ容量を2フィールド分に設定しておくと、ポート1及びポート2のアドレス信号及び制御信号101、102の各アドレス信号の最上位アドレスの値が相互に異なるように割り当てて制御することにより、ポート1とポート2とのアクセスについて、各々、メモリセルアレイ106、108で並列に動作させることが可能となる。これにより、従来のように各々のポート毎にアドレスデコーダ及びセンスアンプ回路等を備えることなく、並列動作させることが可能となり、回路の面積削減を行うことが可能である。
In the write operation and the read operation, as shown in FIG. 3A, when creating field delay data in video signal processing, the data of the port 1 is the field 1 area at a certain arbitrary time. If the data of port 2 is an area of field 2, if the memory capacity is set to two fields, the highest address of the address signals of port 1 and port 2 and the address signals of
また、例えば、ポート1の1フィールドのデータが前記メモリ容量の1フィールド分より少ない場合には、ポート1のフィールド2のデータがフィールド1の領域に書き込まれてしまうが、ポート1の1フィールド分の書き込み後に、図3(a)に示したアドレス補正301、302のように、次のフィールドの先頭に来るようにアドレス補正することにより、前記と同様に動作させることが可能である。
Further, for example, when the data of one field of port 1 is less than one field of the memory capacity, the data of field 2 of port 1 is written in the field 1 area. After writing, it is possible to operate in the same manner as described above by correcting the address so that it comes to the beginning of the next field as in the
図3(b)はアドレス割り当ての別の例を示す。同図(b)では、メモリを4つのメモリブロックに分割して、各メモリブロックに1フィールドのデータを割り当てている。この場合には、各ポートのアドレス信号及び制御信号101、102のアドレス信号の上位2ビットを使って4つのメモリブロックに対する割り当てを行っている。この構成において、2ポートメモリとして動作させる場合に、2フィールド遅延データを生成するときには、ポート1にフィールド1、ポート2にフィールド3のデータを割り当てると、各ポートのアクセスは、相互に1メモリブロックだけ離れて行われる。これにより、ポート1とポート2とが非同期であっても、両者間の1フィールドの領域を超えない範囲であれば、前記と同様にメモリブロックを並列動作させることが可能であり、デコーダやセンスアンプ回路などを1つに共用することが可能である。 FIG. 3B shows another example of address assignment. In FIG. 2B, the memory is divided into four memory blocks, and one field of data is assigned to each memory block. In this case, the allocation to the four memory blocks is performed using the upper 2 bits of the address signal of each port and the address signals of the control signals 101 and 102. In this configuration, when operating as a 2-port memory, when generating 2-field delay data, if field 1 data is assigned to port 1 and field 3 data is assigned to port 2, each port accesses one memory block to each other. Only done away. As a result, even if the port 1 and the port 2 are asynchronous, the memory block can be operated in parallel as described above as long as it does not exceed the area of one field between them. It is possible to share an amplifier circuit or the like.
また、1つのメモリブロックを1/2フィールド分とすれば、各ポート間が1/2フィールドの領域を超えない範囲で、1フィールドの遅延生成も可能である。 Further, if one memory block is set to 1/2 field, a delay of 1 field can be generated within a range in which each port does not exceed a 1/2 field area.
図4(a)は、ラインメモリ等のメモリ容量が少ない場合に適用した例を示す。ラインメモリ等では、図3(a)及び(b)の割り当てでは1メモリブロックのサイズが細分化され、メモリの面積効率が悪くなる。このため、図4(a)に示したように、最下位ビットを用いてメモリブロックを切り替える。これにより、偶数アドレスと奇数アドレスとでメモリセルアレイ106とメモリセルアレイ108とを切り替えられて、ポート1とポート2とを各々奇数、偶数か、偶数、奇数となるように切り替えることができ、メモリブロックを細分化せずに動作させることが可能となる。
FIG. 4A shows an example applied when the memory capacity of a line memory or the like is small. In a line memory or the like, the allocation of FIGS. 3A and 3B subdivides the size of one memory block, resulting in poor memory area efficiency. For this reason, as shown in FIG. 4A, the memory block is switched using the least significant bit. As a result, the
更に、図4(b)はメモリブロックを4分割した例を示し、アドレス信号の最上位ビットと最下位ビットとで前記4つのメモリブロックを選択している。これにより、図4(a)では非同期のデータは扱うことができないが、図4(b)では最上位ビットでメモリブロックを選択しているので、ポート1とポート2とで同じメモリブロックでアクセスが重ならないように割り当てることが可能である。 Further, FIG. 4B shows an example in which the memory block is divided into four, and the four memory blocks are selected by the most significant bit and the least significant bit of the address signal. As a result, asynchronous data cannot be handled in FIG. 4A, but since the memory block is selected by the most significant bit in FIG. 4B, port 1 and port 2 are accessed by the same memory block. Can be assigned so that they do not overlap.
図5は、本発明をDCT処理(Discrete Cosine Transform、離散コサイン変換)に適用した場合のアドレス割り当てを例示した図を示す。DCT処理では、例えば8x8の画素データブロックに対して、図5に矢印で示したような順番でデータアクセスを行なう。このような場合に、画素データを8ビットとし、メモリのポートを8ビットとすると、アドレス信号の6ビット目が8x8の画素データブロックの境界となる。従って、図5(a)に示したように、アドレス信号の6ビット目が1又は0かでメモリブロックを分けることにより、8x8の画素データブロックに対して2つのポートが重ならないようにアクセス可能となる。また、図5(b)に示すように、アドレス信号の6及び7ビット目でメモリブロックを分けることにより、1つの画素データブロックを隔ててアクセス可能となるので、非同期処理に対しても適用可能となる。 FIG. 5 is a diagram illustrating address allocation when the present invention is applied to DCT processing (Discrete Cosine Transform). In the DCT process, for example, data access is performed in the order shown by the arrows in FIG. 5 for an 8 × 8 pixel data block. In such a case, if the pixel data is 8 bits and the memory port is 8 bits, the 6th bit of the address signal becomes the boundary of the 8 × 8 pixel data block. Therefore, as shown in FIG. 5A, by dividing the memory block depending on whether the sixth bit of the address signal is 1 or 0, it is possible to access the 8 × 8 pixel data block so that the two ports do not overlap. It becomes. Further, as shown in FIG. 5B, by dividing the memory block by the 6th and 7th bits of the address signal, it becomes possible to access one pixel data block apart, so that it can also be applied to asynchronous processing. It becomes.
尚、本実施の形態では、SRAMを用いて説明したが、DRAM等の他のメモリ構成でも同様に実現可能であるのは勿論である。また、ROMでも、読み出しのみになるが同様な動作が可能である。 Although the present embodiment has been described using an SRAM, it is needless to say that the present invention can be similarly realized with other memory configurations such as a DRAM. In the ROM, the same operation is possible although only reading is performed.
また、本実施の形態では、メモリセルアレイを2分割した場合を例示したが、更に多くのメモリブロックに分割しても、各ポートが相互に同一のメモリセルアレイを使用しないように設定すれば、複数分割(例えば3分割)であれば、この分割数と同数のポート数(例えば最大3ポート)までの構成が可能である。 In the present embodiment, the case where the memory cell array is divided into two is illustrated. However, even if the memory cell array is divided into a larger number of memory blocks, if each port is set so as not to use the same memory cell array, a plurality of memory cell arrays can be used. In the case of division (for example, three divisions), it is possible to configure up to the same number of ports as the division number (for example, up to three ports).
更に、各ポートのアドレス信号及び制御信号に含まれるアドレス信号の何れか1ビットにおいても各ポートで同一のメモリセルアレイ領域に重ならないように制御すれば、本実施の形態と同様に使用することが可能である。例えば、図4に示すように、アドレス信号の最下位ビットで切り替えれば、奇数アドレスと偶数アドレスとでメモリセルアレイを切り替えることができ、フィールドのような単位ではなく、画素単位でも切り替えが可能である。 Furthermore, if any one bit of the address signal of each port and the address signal included in the control signal is controlled so that it does not overlap the same memory cell array region in each port, it can be used as in this embodiment. Is possible. For example, as shown in FIG. 4, if the least significant bit of the address signal is switched, the memory cell array can be switched between the odd address and the even address, and the switching can be performed not in units of fields but in units of pixels. .
以上説明したように、本発明の半導体記憶装置は、各ポート毎にアドレスデコーダやセンスアンプ回路、ビット線を持つ必要がなくなり、回路面積の大幅な削減が可能であって、例えば映像信号処理に使用されるマルチポート構成の半導体記憶装置等として有用である。 As described above, the semiconductor memory device of the present invention does not require an address decoder, a sense amplifier circuit, and a bit line for each port, so that the circuit area can be greatly reduced. It is useful as a semiconductor memory device having a multi-port configuration to be used.
101 ポート1のアドレス信号及び制御信号
102 ポート2のアドレス信号及び制御信号
103 デコーダ(制御信号生成回路)
104、105 デコーダ(アドレスデコーダ)
106、108 メモリセルアレイ(メモリブロック)
107 プリチャージ回路
109 センスアンプ回路
110 メモリセル
114、116 第1のセレクタ
115、117 第2のセレクタ
120 ポート1の書き込みデータ
121 ポート1の読み出しデータ
122 ポート2の書き込みデータ
123 ポート2の読み出しデータ
A 選択回路(選択手段)
cnt 制御信号
101 Port 1 Address Signal and Control Signal 102 Port 2 Address Signal and
104, 105 decoder (address decoder)
106, 108 Memory cell array (memory block)
107
cnt control signal
Claims (10)
複数のメモリセルを有する複数のシングルポートメモリブロックと、
前記各ポート別のアドレス信号及び制御信号を入力し、前記複数のシングルポートメモリブロックに対して、各々異なるポートのアドレス信号及び制御信号を選択して出力する選択手段とを有し、
前記各シングルポートメモリブロック別に各々異なるポートのアクセス要求を行って、各々異なるポートのデータを各メモリブロックから読み出す
ことを特徴とする半導体記憶装置。 A semiconductor memory device having a plurality of ports, each port being capable of accessing a memory cell at a different address for each port,
A plurality of single-port memory blocks having a plurality of memory cells;
Selection means for inputting an address signal and a control signal for each port, and selecting and outputting an address signal and a control signal for different ports to the plurality of single-port memory blocks ,
A semiconductor memory device, wherein access requests for different ports are made for each single-port memory block, and data for different ports are read from each memory block.
前記各ポート別のアドレス信号及び制御信号を入力し、この各ポート別のアドレス信号及び制御信号から、何れかのポートのアドレス信号及び制御信号を選択して何れのメモリブロックに出力するかを制御する制御信号を生成する制御信号生成回路を備えた
ことを特徴とする請求項1記載の半導体記憶装置。 The selection means includes
The address signal and control signal for each port are input, and the address signal and control signal for any port is selected from the address signal and control signal for each port, and the output to which memory block is controlled. The semiconductor memory device according to claim 1, further comprising a control signal generation circuit that generates a control signal to be transmitted.
前記複数のメモリブロックに対応する複数の第1のセレクタを有し、
前記複数の第1のセレクタは、各々、前記制御信号生成回路の制御信号を入力し、この制御信号に基づいて、前記各ポート別のアドレス信号及び制御信号のうち何れか1つのポートのアドレス信号及び制御信号を選択し、この各第1のセレクタが選択する1つのポートのアドレス信号及び制御信号は、相互にポートが異なるアドレス信号及び制御信号である
ことを特徴とする請求項2記載の半導体記憶装置。 The selection means includes
A plurality of first selectors corresponding to the plurality of memory blocks;
Each of the plurality of first selectors inputs a control signal of the control signal generation circuit, and based on the control signal, an address signal of any one of the port-specific address signals and control signals 3. The semiconductor device according to claim 2, wherein the address signal and control signal of one port selected by each first selector are address signals and control signals having different ports. Storage device.
前記複数のメモリブロックに対応する複数の第2のセレクタを有し、
前記複数の第2のセレクタは、各々、外部からの各ポート別の書き込みデータと前記制御信号生成回路の制御信号とを入力し、この制御信号に基づいて、前記各ポート別の書き込みデータのうち何れか1つのポートの書き込みデータを選択するものであって、
前記複数のメモリブロックに対して、各々異なるポートの書き込みデータを書き込む動作を行う
ことを特徴とする請求項3記載の半導体記憶装置。 The selection means includes
A plurality of second selectors corresponding to the plurality of memory blocks;
Each of the plurality of second selectors receives external write data for each port and a control signal for the control signal generation circuit, and based on the control signal, out of the write data for each port. Select write data for any one port,
The semiconductor memory device according to claim 3, wherein an operation of writing write data of different ports to each of the plurality of memory blocks is performed.
前記各ポートに共通のプリチャージ回路、センスアンプ回路及びアドレスデコーダを有する
ことを特徴とする請求項1又は4記載の半導体記憶装置。 Each of the plurality of memory blocks is
5. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein each port has a common precharge circuit, a sense amplifier circuit, and an address decoder.
前記各ポートのアドレス信号及び制御信号に含まれる各アドレスの最上位ビットを入力し、前記各最上位ビットに基づいて、前記複数のメモリブロックに対して何れのポートのアドレス信号及び制御信号を選択するかの制御信号を生成する
ことを特徴とする請求項2記載の半導体記憶装置。 The control signal generation circuit includes:
The most significant bit of each address included in the address signal and control signal of each port is input, and the address signal and control signal of any port is selected for the plurality of memory blocks based on the most significant bit The semiconductor memory device according to claim 2, wherein a control signal is generated.
前記各ポートのアドレス信号及び制御信号に含まれる各アドレスの少なくとも上位2ビットを入力し、前記各上位2ビットに基づいて、前記複数のメモリブロックに対して何れのポートのアドレス信号及び制御信号を選択するかの制御信号を生成する
ことを特徴とする請求項2記載の半導体記憶装置。 The control signal generation circuit includes:
At least the upper 2 bits of each address included in the address signal and control signal of each port are input, and the address signal and control signal of any port are input to the plurality of memory blocks based on the upper 2 bits. The semiconductor memory device according to claim 2, wherein a control signal for selection is generated.
前記各ポートのアドレス信号及び制御信号に含まれる各アドレスの最下位ビットを入力し、前記各最下位ビットに基づいて、前記複数のメモリブロックに対して何れのポートのアドレス信号及び制御信号を選択するかの制御信号を生成する
ことを特徴とする請求項2記載の半導体記憶装置。 The control signal generation circuit includes:
The least significant bit of each address included in the address signal and control signal of each port is input, and the address signal and control signal of any port is selected for the plurality of memory blocks based on each least significant bit The semiconductor memory device according to claim 2, wherein a control signal is generated.
前記各ポートのアドレス信号及び制御信号に含まれる各アドレスの所定の上位ビット及び下位ビットを入力し、前記各所定の上位ビット及び下位ビットに基づいて、前記複数のメモリブロックに対して何れのポートのアドレス信号及び制御信号を選択するかの制御信号を生成する
ことを特徴とする請求項2記載の半導体記憶装置。 The control signal generation circuit includes:
A predetermined upper bit and lower bit of each address included in the address signal and control signal of each port are input, and any port for the plurality of memory blocks is input based on the predetermined upper bit and lower bit. 3. The semiconductor memory device according to claim 2, wherein a control signal for selecting the address signal and the control signal is generated.
前記各ポートのアドレス信号及び制御信号に含まれる各アドレスの少なくとも所定の1ビットを入力し、前記各1ビットに基づいて、前記複数のメモリブロックに対して何れのポートのアドレス信号及び制御信号を選択するかの制御信号を生成する
ことを特徴とする請求項2記載の半導体記憶装置。 The control signal generation circuit includes:
At least a predetermined 1 bit of each address included in the address signal and control signal of each port is input, and the address signal and control signal of any port is input to the plurality of memory blocks based on the 1 bit. The semiconductor memory device according to claim 2, wherein a control signal for selection is generated.
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