JPH03176892A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device

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JPH03176892A
JPH03176892A JP1314665A JP31466589A JPH03176892A JP H03176892 A JPH03176892 A JP H03176892A JP 1314665 A JP1314665 A JP 1314665A JP 31466589 A JP31466589 A JP 31466589A JP H03176892 A JPH03176892 A JP H03176892A
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JP
Japan
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circuit
memory cell
cell array
logic circuit
decoder
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Application number
JP1314665A
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Japanese (ja)
Inventor
Michiaki Nakayama
道明 中山
Shuichi Miyaoka
修一 宮岡
Kazuhisa Miyamoto
和久 宮本
Masanori Odaka
小高 雅則
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To accelerate an operation by arranging a latch circuit, an X/Y decoder circuit in an area between a logic circuit and a memory cell array part from a logic circuit side. CONSTITUTION:An input/output circuit 2 is arranged in the peripheral part of a semiconductor substrate 1, and the logic circuit 3 is arranged in the center part in the upward/downward direction of the semiconductor substrate 1. And the latch circuit 7, the X/Y decoder circuit 8 are arranged in the area between the logic circuit 3 and the memory cell array part 5 from the logic circuit 3 side, respectively. Therefore, since distance between the latch circuit 7 and the X decoder 8 can be reduced, wiring length between them can be reduced, which reduces the transmission delay of a signal on the wiring of the address signal of an X system. In such a way, the operation can be accelerated.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体集積回路装置に関し、特に論理回路と
メモリとを備えた半導体集積回路装置に適用して有効な
技術に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device, and particularly to a technique that is effective when applied to a semiconductor integrated circuit device including a logic circuit and a memory.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

大型、超大型スーパーコンピュータは、CPU(Cen
tral P rocessing U n1t)と主
メモリ装置との間に、キャッシュメモリ(バッファメモ
リ)を介在させている。前記主メモリ装置は、記憶容量
が大量に必要とされるので、例えばDRAMで構成され
ている。
Large and ultra-large supercomputers are CPUs (Cen
A cache memory (buffer memory) is interposed between the main memory device and the main memory device. Since the main memory device requires a large amount of storage capacity, it is composed of, for example, a DRAM.

前記キャッシュメモリは、前記主メモリ装置内の情報の
うち所定の情報を読み込み、この読み込んだ情報を前記
CPUとの間で入出力する。また、このキャッシュメモ
リは、前HHc P Uとの間で入− 出力の終った情報を、前記主メモリ装置に出力する。つ
まり、前記キャッシュメモリ、主メモリ装置の夫々は、
前記CPUから見て一つの記憶装置として働き、階層構
造の記憶装置を構成している。
The cache memory reads predetermined information from among the information in the main memory device, and inputs and outputs the read information to and from the CPU. Further, this cache memory outputs information that has been input/output to/from the previous HHc PU to the main memory device. In other words, each of the cache memory and main memory device is
Seen from the CPU, it functions as one storage device, and constitutes a storage device with a hierarchical structure.

前記キャッシュメモリは、例えば、前記主メモリ装置を
構成するDRAMと比べて動作速度が高速なSRAMと
、論理回路(ゲートアレイ部)から構成されている。S
RAMは、DRAMと比べて、DRAMのリフレッシュ
サイクルに相当する分動作速度が速い。前記論理回路は
、前記CPUから入力される論理アドレス(例えば32
 [bitl)を前記SRAM内で使用される物理アド
レス(例えば24 [bit])に変換する。
The cache memory is composed of, for example, an SRAM whose operation speed is faster than that of the DRAM constituting the main memory device, and a logic circuit (gate array section). S
Compared to DRAM, RAM has a faster operating speed corresponding to the refresh cycle of DRAM. The logic circuit receives a logical address (for example, 32
[bitl] into a physical address (for example, 24 [bit]) used in the SRAM.

このように、スーパーコンピュータは、前記CPUと主
メモリ装置との間にキャッシュメモリを設けたことによ
り、主メモリで大容量の記憶容量を確保することができ
ると共に、キャッシュメモリで動作速度を高速化するこ
とができるので、全体としては、大容量で高速な演算処
理が可能となる。
In this way, by providing a cache memory between the CPU and the main memory device, a supercomputer can secure a large storage capacity with the main memory, and also increase the operating speed with the cache memory. Therefore, as a whole, large-capacity and high-speed arithmetic processing is possible.

次に、前記キャッシュメモリの構成を、具体的に説明す
る。
Next, the configuration of the cache memory will be specifically explained.

前記キャッシュメモリは、単結晶珪素の方形状の半導体
基板で構成されている。この半導体基板の周辺部には、
入出力回路が配置されている。また、この入出力回路が
配置されている領域の近傍には、ポンディングパッドが
配置されている。
The cache memory is composed of a rectangular semiconductor substrate made of single crystal silicon. At the periphery of this semiconductor substrate,
Input/output circuits are arranged. Further, a bonding pad is arranged near the area where this input/output circuit is arranged.

前記論理回路は、前記入出力回路で周囲を規定された領
域内において、前記半導体基板の中央部に配置されてい
る。
The logic circuit is arranged at the center of the semiconductor substrate within a region defined by the input/output circuit.

前記SRAMは、複数個のブロック(RAMマクロセル
)に分割されている。この複数個に分割されたブロック
は、前記方形状の半導体基板の一辺に沿って配置された
入出力回路と、対向する他の一辺に沿って配置された入
出力回路の夫々と、前記論理回路との間の領域内に配置
されている。
The SRAM is divided into a plurality of blocks (RAM macrocells). This divided block includes an input/output circuit arranged along one side of the rectangular semiconductor substrate, an input/output circuit arranged along the other opposing side, and the logic circuit. It is located in the area between.

前記SRAMの分割されたブロックの夫々は、主に、入
力ラッチ回路、デコーダ回路、メモリセルアレイ部、セ
ンスアンプから構成されている。
Each of the divided blocks of the SRAM is mainly composed of an input latch circuit, a decoder circuit, a memory cell array section, and a sense amplifier.

前記SRAMは、例えば4個のブロックに分割− 4 され、論理回路を中心に前記−辺側、それと対向する他
の一辺側の夫々に、前記論理回路に沿って配置されてい
る。この4個に分割されたブロックの夫々は、前記論理
回路側から入力ラッチ回路。
The SRAM is divided into, for example, four blocks, and arranged along the logic circuit on one side and the other side opposite to the logic circuit. Each of these four divided blocks is an input latch circuit from the logic circuit side.

Yデコーダ回路、センスアンプ、メモリセルアレイ部の
夫々を配置して構成されている。
It is configured by arranging a Y decoder circuit, a sense amplifier, and a memory cell array section.

前記4個に分割されたブロックのメモリセルアレイ部は
、このブロック内において2分割されている。つまり、
キャッシュメモリに搭載されたSRAMのメモリセルア
レイ部は、8個に分割されて配置されている。前記ブロ
ック内の2個に分割されたメモリセルアレイ部間には、
Xデコーダ回路、ワー)り1(ライバ回路の夫々が配置
されている。
The memory cell array portion of the block divided into four is divided into two within this block. In other words,
The memory cell array section of the SRAM mounted on the cache memory is divided into eight parts. Between the two divided memory cell array parts in the block,
An X decoder circuit and a driver circuit are respectively arranged.

前記8個に分割されたメモリセルアレイ部の夫々には、
1 [bit]の情報を記憶するメモリセルが行列状に
複数配置されている。このメモリセルは、メモリセルア
レイ部を延在する相補性データ線とワード線との交差部
に配置されている。
Each of the eight divided memory cell array sections includes:
A plurality of memory cells storing 1 [bit] of information are arranged in a matrix. This memory cell is arranged at the intersection of a complementary data line and a word line extending through the memory cell array section.

この種の技術に関しては、例えば、アイ・イー・イー・
イー、インターナショナル・ソリッドステイト・サーキ
ッツ・コンファレンス(1,989年)第26頁乃至第
27頁及び第278頁(IEEE、Internati
onal 5olid−state C1rcuj、t
s Conference。
Regarding this type of technology, for example, I.E.
E., International Solid State Circuits Conference (1,989), pp. 26-27 and 278 (IEEE, International
onal 5 solid-state C1rcuj,t
s Conference.

(1989)、pp26−27.ρρ278)に記載さ
れている。
(1989), pp26-27. ρρ278).

C発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、本発明者は、前記従来技術を検討した結
果、以下のような問題点を見出した。
C Problems to be Solved by the Invention] However, as a result of studying the above-mentioned prior art, the inventor found the following problems.

前述のキャッシュメモリにおいては、前記入力ラッチ回
路に入力されたX系のアドレス信号は、前記入力ラッチ
回路から前記メモリセルアレイ部に沿って、前記−辺側
またはそれと対向する他の一辺側の方向に前記Xデコー
ダ回路まで伝送されるので、前記入力ラッチ回路から、
前記Xデコーダ回路までX系のアドレス信号を伝送する
のに相当する分、信号伝送遅延が発生し、動作速度が低
下するという問題があった。
In the cache memory described above, the X-system address signal input to the input latch circuit is transmitted from the input latch circuit along the memory cell array section toward the - side or another side opposite thereto. Since it is transmitted to the X decoder circuit, from the input latch circuit,
There is a problem in that a signal transmission delay occurs corresponding to the transmission of the X-system address signal to the X decoder circuit, and the operation speed decreases.

本発明の目的は、メモリと論理回路を備えた半導体集積
回路装置において、動作速度を高速化することが可能な
技術を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a technique that can increase the operating speed of a semiconductor integrated circuit device equipped with a memory and a logic circuit.

6− 本発明の他の目的は、前記メモリと論理回路を備えた半
導体集積回路装置において、高集積化を図ることが可能
な技術を提供することにある。
6- Another object of the present invention is to provide a technique that enables high integration in a semiconductor integrated circuit device equipped with the memory and logic circuit.

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明I書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
A brief overview of typical inventions disclosed in this application is as follows.

(1)論理回路からラッチ回路を介してデコーダ回路に
アドレス信号を入力し、該アドレス信号に基づいてメモ
リセルアレイ部の所定のメモリセルを選択する半導体集
積回路装置において、前記論理回路と前記メモリセルア
レイ部との間の領域に、前記論理回路側からラッチ回路
、X/Yデコーダ回路の夫々を配置する。
(1) In a semiconductor integrated circuit device in which an address signal is input from a logic circuit to a decoder circuit via a latch circuit, and a predetermined memory cell in a memory cell array section is selected based on the address signal, the logic circuit and the memory cell array A latch circuit and an X/Y decoder circuit are respectively arranged from the logic circuit side in the area between the logic circuit and the logic circuit.

(2)論理回路からラッチ回路を介してデコーダ回路に
アドレス信号を入力し、該アドレス信号に基づいて複数
個のうちの所定のメモリセルアレイ部のメモリセルを選
択する半導体集積回路装置において、前記論理回路の外
周に沿って前記複数個のメモリセルアレイ部を配置し、
該各々のメモリセルアレイ部間の領域に、該メモリセル
アレイ部から読み出された情報を演算する専用論理回路
を配置し、前記メモリセルアレイ部と前記論理回路との
間の領域に、前記論理回路側からラッチ回路。
(2) In a semiconductor integrated circuit device in which an address signal is inputted from a logic circuit to a decoder circuit via a latch circuit, and a memory cell in a predetermined memory cell array section from among a plurality of memory cells is selected based on the address signal, the logic arranging the plurality of memory cell array sections along the outer periphery of the circuit;
A dedicated logic circuit for calculating information read from the memory cell array is arranged in a region between each of the memory cell array sections, and a logic circuit on the logic circuit side is arranged in a region between the memory cell array and the logic circuit. From the latch circuit.

X/Yデコーダ回路の夫々を配置する。Each of the X/Y decoder circuits is arranged.

C作  用〕 前述した手段(1)によれば、ラッチ回路とXデコーダ
回路との間の距離は小さくなるので、両者間の配線長は
短かくなり、X系のアドレス信号の配線における信号伝
送遅延は低減される。これにより、半導体集積回路装置
の動作速度を高速化することができる。
C effect] According to the above-mentioned means (1), the distance between the latch circuit and the Delay is reduced. Thereby, the operating speed of the semiconductor integrated circuit device can be increased.

前述した手段(2)によれば、メモリセルアレイ部から
の出力を演算する専用論理回路を前記論理回路と別の領
域に独立に配置し、専用論理回路を最適化することがで
きるので、専用論理回路の占有面積を小さくし、半導体
集積回路装置の高集− 8 積比を図ることができる。
According to the above-mentioned means (2), the dedicated logic circuit that calculates the output from the memory cell array section can be arranged independently in a region different from the logic circuit, and the dedicated logic circuit can be optimized. It is possible to reduce the area occupied by the circuit and achieve a high density ratio of the semiconductor integrated circuit device.

また、同時に、メモリセルアレイ部と専用論理回路との
間の配線の長さは短かくなるので、配線の信号伝送遅延
は小さくなり、半導体集積回路装置の動作速度を高速化
することができる。
At the same time, the length of the wiring between the memory cell array section and the dedicated logic circuit is shortened, so the signal transmission delay of the wiring is reduced, and the operating speed of the semiconductor integrated circuit device can be increased.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の一実施例を図面を用いて具体的に説明す
る。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be specifically described using the drawings.

なお、実施例を説明するための全図において、同一機能
を有するものは、同一符号を付け、その繰り返しの説明
は省略する。
In all the figures for explaining the embodiments, parts having the same functions are given the same reference numerals, and repeated explanations thereof will be omitted.

本発明の一実施例であるSRAMと論理回路とを備えた
半導体集積回路装置(キャッシュメモリ)を、第1図(
全体構成の概略を示す回路ブロック図)を用いて説明す
る。この半導体集積回路装置は、コンピュータのCPU
と主メモリ装置との間に介在し、キャッシュメモリとし
て使用される。
A semiconductor integrated circuit device (cache memory) including an SRAM and a logic circuit, which is an embodiment of the present invention, is shown in FIG.
This will be explained using a circuit block diagram showing an outline of the overall configuration. This semiconductor integrated circuit device is a computer CPU.
and the main memory device, and is used as a cache memory.

第1図に示すように、前記半導体集積回路装置は、方形
状の半導体基板1で構成されている。この半導体基板1
は、例えば単結晶珪素で構成されている。
As shown in FIG. 1, the semiconductor integrated circuit device is composed of a rectangular semiconductor substrate 1. As shown in FIG. This semiconductor substrate 1
is made of, for example, single crystal silicon.

前記半導体基板1の周辺部には、入出力回路2が配置さ
れている。また、この入出力回路2が配置されている領
域の近傍には、図示しないポンディングパッドが複数個
配置されている。この入出力回路2及びポンディングパ
ッドの夫々を介して、前記半導体集積回路装置は、前記
主メモリ装置またはCPUとの間で情報を入出力する。
An input/output circuit 2 is arranged around the semiconductor substrate 1 . Further, a plurality of bonding pads (not shown) are arranged near the area where the input/output circuit 2 is arranged. The semiconductor integrated circuit device inputs and outputs information to and from the main memory device or CPU via the input/output circuit 2 and the bonding pads.

前記入出力回路2は、本実施例の場合には、半導体集積
回路装置の外部(CP U及び主メモリ装置)がECL
(旦mj tter旦oupled L ogic)構
成の場合を想定しているので、外部のECL回路と、内
部のSRAM及び論理回路(3)を構成するCMO8(
相補型MISFET)回路との間のレベル変換を行なう
In the case of this embodiment, the input/output circuit 2 is connected to an ECL external to the semiconductor integrated circuit device (CPU and main memory device).
Since we are assuming a case of (multiple logic) configuration, the external ECL circuit and the CMO8 (which constitutes the internal SRAM and logic circuit (3)) are assumed.
Performs level conversion with the complementary MISFET) circuit.

前記入出力回路2で周囲を規定された領域内において、
前記半導体基板1の上下方向の中央部には、論理回路(
ゲートアレイ部)3が配置されている。この論理回路3
は、前記入出力回路2を介して前記CPUから入力され
る論理アドレス(例えば32 [bit])を、SRA
M内のアドレス信号であり一 1〇− る物理アIくレス(例えば24 [bitl)に変換す
る。
Within the area defined around the input/output circuit 2,
A logic circuit (
A gate array section) 3 is arranged. This logic circuit 3
The logical address (for example, 32 [bit]) input from the CPU via the input/output circuit 2 is sent to the SRA.
The address signal in M is converted into a physical address (for example, 24 [bitl)].

前記論理回路3と前記入出力回路2とで周囲を規定され
た領域内には、SRAMを構成するRAMブロック(R
AMマクロセル)4が配置されている。このRAMブロ
ック4は、24 [bitl同時読み出し可能な2 [
kw] X 24 [bitlの2面構成になっている
。このRAMブロック4は、主に、入力ラッチ回路7、
デコーダ回路8、メモリセルアレイ部5、センスアンプ
(13)、レベル変換回路(!4)の夫々から構成され
ている。また、このRAMブロック4には、前記メモリ
セルアレイ部5から読み出された情報を演算する専用論
理回路(15,16)が設けられている。このRAMブ
ロック4の夫々は、前記論理回5lt3を対称軸とする
鏡面対称で構成されている。
In the area defined around the logic circuit 3 and the input/output circuit 2, a RAM block (R
AM macrocell) 4 is arranged. This RAM block 4 has 2 bits that can be read simultaneously.
kW] X 24 [bitl] Two-sided configuration. This RAM block 4 mainly includes an input latch circuit 7,
It is composed of a decoder circuit 8, a memory cell array section 5, a sense amplifier (13), and a level conversion circuit (!4). Further, this RAM block 4 is provided with a dedicated logic circuit (15, 16) for calculating information read out from the memory cell array section 5. Each of the RAM blocks 4 is configured with mirror symmetry with the logic circuit 5lt3 as an axis of symmetry.

また、前記RAMブロック4は、前記論理回路3の上下
に分割され、更に」二下夫々の領域において左右方向に
分割されている。つまり、前記RAMブロック4は、4
分割されている。この4分割されたRAMブロック4の
うちの一つを、第1図では、二点鎖線で囲って示す。
The RAM block 4 is divided above and below the logic circuit 3, and is further divided horizontally in each of the two lower regions. In other words, the RAM block 4 has 4
It is divided. One of the four divided RAM blocks 4 is shown surrounded by a two-dot chain line in FIG.

4個に分割された夫々のRAMブロック4は、前記論理
回路3側から入力ラッチ回路7、デコーダ回路8、メモ
リセルアレイ部5の夫々を配置して構成されている。こ
の入力ラッチ回路7、デコーダ回路8の夫々は、前記4
個に分割された夫々のR,A Mブロック4内において
、左右方向の中央部から2個に分割されている。この人
力ラッチ回路7には、RAMブロック4が2 [kw]
 X 24 [bitコの2面構成になっているために
、前記論理回路3で物理アドレスに変換された1 ]、
 [bit]のアドレス信号が人力される。前記入力ラ
ッチ回路7は、この入力されたアドレス信号を一時保持
し、]1−[bj tlすべてを保持した後、クロック
信号に基づきこの11 [bitlすべでのアドレス信
号を前記デコーダ回路8に出力する。
Each of the four divided RAM blocks 4 is constructed by arranging an input latch circuit 7, a decoder circuit 8, and a memory cell array section 5 from the logic circuit 3 side. Each of the input latch circuit 7 and the decoder circuit 8
Each of the divided R and AM blocks 4 is divided into two from the center in the left and right direction. This manual latch circuit 7 has a RAM block 4 of 2 [kW]
X 24 [1 converted into a physical address by the logic circuit 3 due to the two-sided configuration of the bit],
[bit] address signal is input manually. The input latch circuit 7 temporarily holds this input address signal, holds all of ]1-[bj tl, and then outputs the address signal of all 11 [bitl to the decoder circuit 8 based on the clock signal. do.

前記RAMブロック4において、前記入力ラッチ回路7
、デコーダ回路8が設けられている領域及びこのRAM
ブロック4の左右方向の中央部を除く領域には、前記論
理回路3に沿って前記メモ1− 2− リセルアレイ部5が配置されている。つまり、このメモ
リセルアレイ部5は、各RAMブロック4内において2
個に分割され、SRAM全体として、メモリセルアレイ
部5は8個に分割して配置されている。
In the RAM block 4, the input latch circuit 7
, the area where the decoder circuit 8 is provided and this RAM
The memory 1-2-recell array section 5 is arranged along the logic circuit 3 in an area other than the center portion in the left and right direction of the block 4. In other words, this memory cell array section 5 has two memory cells in each RAM block 4.
In the entire SRAM, the memory cell array section 5 is divided into eight parts and arranged.

前記RAMブロック4の中央部、すなわち、前記メモリ
セルアレイ部5間の領域には、前記センスアンプ(13
)、レベル変換回路(14)、専用論理回路(15,1
6)の夫々を配置する領域6が設けられている。この領
域6を挾んで隣り合うメモリセルアレイ部5の夫々は、
前記領域6を対称軸とする鏡面対称で構成されている。
In the central part of the RAM block 4, that is, in the area between the memory cell array parts 5, the sense amplifier (
), level conversion circuit (14), dedicated logic circuit (15,1
6) are provided. Each of the memory cell array sections 5 adjacent to each other with this region 6 in between is
It is configured with mirror symmetry with the region 6 as the axis of symmetry.

次に、前記RAMブロック4の細部の構成を、第2図(
第1図中−焦鎖線で囲った領域内を拡大して示す図)を
用いて説明する。第2図において、鎖線A−Aは、RA
Mブロック4の左右方向の中央を示している。
Next, the detailed configuration of the RAM block 4 is shown in FIG.
The explanation will be made using FIG. 1 (a diagram showing an enlarged view of the area surrounded by the dashed line in FIG. 1). In FIG. 2, the dashed line A-A is RA
It shows the center of the M block 4 in the left and right direction.

第2図に示すように、前記各RAMブロック4内におい
て、2個に分割されたメモリセルアレイ部5の夫々には
、上下方向にワード線WLが延在し、左右方向に相補性
データ線DL及びD Lが延在している。このメモリセ
ルアレイ部5には、行列状にメモリセル9が配置されて
いる。このメモリセル9の構成を、第3図(等価回路図
)に示す。
As shown in FIG. 2, in each RAM block 4, each of the two divided memory cell array sections 5 has a word line WL extending in the vertical direction, and a complementary data line DL extending in the horizontal direction. and DL extend. In this memory cell array section 5, memory cells 9 are arranged in rows and columns. The configuration of this memory cell 9 is shown in FIG. 3 (equivalent circuit diagram).

第3図に示すように、前記メモリセル9は、相補性デー
タ線DL、DLとワード線WLとの交差部分に配置され
ている。前記メモリセル9は、情報蓄積部(電荷ノード
を有する)として使用されるフリップフロップ回路及び
2個の転送用MISFETQsよ及びQS2で構成され
ている。フリップフロップ回路は、 2個の駆動用M、
l5FETQd□とQd2、及び2個の抵抗素子R工と
R2から構成されている。つまり、メモリセル9は、M
、TSFETを主体に構成されているので、結果的にメ
モリセルアレイ部5は、MISFETを主体に構成され
ている。
As shown in FIG. 3, the memory cell 9 is arranged at the intersection of the complementary data lines DL, DL and the word line WL. The memory cell 9 is composed of a flip-flop circuit used as an information storage section (having a charge node) and two transfer MISFETs Qs and QS2. The flip-flop circuit consists of two driving M,
It consists of 15FETs Qd□ and Qd2, and two resistance elements R and R2. In other words, the memory cell 9 has M
, and TSFETs, as a result, the memory cell array section 5 is mainly composed of MISFETs.

前記駆動用MISFETQd1とQd2の夫々のトレイ
ン領域には、抵抗素子R工とR2の夫々を介在させて電
源電圧VCCが接続されている。駆動用MISFETQ
d1とQd2の夫々のソース領域には、14− 基準電圧Vssが接続されている。
A power supply voltage VCC is connected to the train regions of each of the driving MISFETs Qd1 and Qd2 through resistive elements R and R2, respectively. Drive MISFETQ
A 14- reference voltage Vss is connected to each source region of d1 and Qd2.

前記領域6の左右方向の中央部には、第2図に示すよう
に、上下方向に向って延びる順序制御(アライナ)回路
16が配置されている。この順序jlt制御回路16と
前記メモリセルアレイ部5との間の領域において、前記
メモリセルアレイ部5側からYスイッチ回路12、セン
スアンプ回路13、レベル変換回路14、パリチオチエ
ツク回路15の夫々が配置されている。
As shown in FIG. 2, a sequence control (aligner) circuit 16 extending in the vertical direction is arranged in the center of the area 6 in the left-right direction. In the region between this sequential jlt control circuit 16 and the memory cell array section 5, the Y switch circuit 12, the sense amplifier circuit 13, the level conversion circuit 14, and the parity check circuit 15 are arranged from the memory cell array section 5 side, respectively. has been done.

前記デコーダ回路8は、Xデコーダ回路10.Yデコー
ダ回路11の夫々から構成されている。これらXデコー
ダ回路1O1Yデコーダ回路11の夫々は、ワード線W
L、Y方向選択信号線ysの夫々の立ち上げ速度を高速
化するために、バイポーラトランジスタを主体として構
成されている。前記Xデコーダ回路10は、前記メモリ
セルアレイ部6と前記入力ラッチ回路7との間の領域に
おいて、前記メモリセルアレイ部5に沿って配置されて
いる。
The decoder circuit 8 includes an X decoder circuit 10. Each of the Y decoder circuits 11 is comprised of Y decoder circuits 11. Each of these X decoder circuits 1O1Y decoder circuits 11 has a word line W
In order to increase the rising speed of each of the L and Y direction selection signal lines ys, it is constructed mainly of bipolar transistors. The X decoder circuit 10 is arranged along the memory cell array section 5 in a region between the memory cell array section 6 and the input latch circuit 7.

前記Yデコーダ回路11は、前記Yスイッチ回路12と
前記論理回路3との間の領域において、前記Yスイッチ
回路12に沿って配置されている。このXデコーダ回8
10及びYデコーダ回路工!の夫々は、前記入力ラッチ
回路7から入力された1 1  [bitlのアドレス
信号を、211すなわち2048の信号にデコードする
。このデコードされた2048のアドレス信号に基づき
、前記Xデコーダ回路10はワード線WLを、前Byデ
コーダ回路11は前記Yスイッチ回$12を立ち上げ、
前記メモリセルアレイ部5内の所定のメモリセル9を選
択する。ここで、前記論理回路3と前記メモリセルアレ
イ部5との間の領域に、前記論理回路3側から前記入力
ラッチ回路7、X/Yデコーダ回路10.11の夫々を
配置したことにより、前記入力ラッチ回路7とX/Yデ
コーダ回路10.11との間の距離は、従来のキャッシ
ュメモリと比べて短かくなるので、前記入力ラッチ回路
7とX/Yデコーダ回路10.11との間の配線長は短
かくなり、アドレス信号の配線における信号伝送遅延は
低減される。これにより、半導体集積回路装置の動作速
度を高速化することができる。
The Y decoder circuit 11 is arranged along the Y switch circuit 12 in a region between the Y switch circuit 12 and the logic circuit 3. This X decoder times 8
10 and Y decoder circuit engineer! each decodes the address signal of 1 1 [bitl input from the input latch circuit 7 into a signal of 211, that is, 2048. Based on this decoded address signal of 2048, the X decoder circuit 10 raises the word line WL, the front By decoder circuit 11 raises the Y switch circuit $12,
A predetermined memory cell 9 in the memory cell array section 5 is selected. Here, by arranging the input latch circuit 7 and the Since the distance between the latch circuit 7 and the X/Y decoder circuit 10.11 is shorter than that of a conventional cache memory, the wiring between the input latch circuit 7 and the X/Y decoder circuit 10.11 is The length is shortened, and signal transmission delay in address signal wiring is reduced. Thereby, the operating speed of the semiconductor integrated circuit device can be increased.

5 6− 次に、前記メモリセルアレイ部5からの情報の読み出し
動作を簡単に説明する。
5 6- Next, the operation of reading information from the memory cell array section 5 will be briefly explained.

前記メモリセルアレイ部5のメモリセル9に記憶されて
いる情報は、まず、前記データ線DL、D Lの夫々か
らYスイッチ回路12を介してセンスアンプ回路13で
増幅される。このセンスアンプ回路13で増幅された情
報は、前記レベル変換回路14に入力され、読み出され
た情報が1の場合には、電源電圧Vcc(例えば5[V
l)まで昇圧される。
Information stored in the memory cells 9 of the memory cell array section 5 is first amplified by the sense amplifier circuit 13 from each of the data lines DL and DL via the Y switch circuit 12. The information amplified by this sense amplifier circuit 13 is input to the level conversion circuit 14, and when the read information is 1, the power supply voltage Vcc (for example, 5[V
1).

次に、前記レベル変換回路14から出力された情報は、
RAMブロック4外に出力されると共に、前記パリティ
チエツク回路15に入力される。また、前記レベル変換
回路14から出力された情報は、前記順序制御回路16
に出力される。前記パリティチエツク回路15は、入力
された情報の誤りチエツクを行なう。
Next, the information output from the level conversion circuit 14 is
It is output to the outside of the RAM block 4 and is also input to the parity check circuit 15. Further, the information output from the level conversion circuit 14 is transmitted to the order control circuit 16.
is output to. The parity check circuit 15 checks input information for errors.

前記順序制御回路16は、この順序制御回路16を挾ん
で隣り合う2個のメモリセルアレイ部5の夫々からの2
4 [bjtlずつの情報を取り込み、この取り込んだ
48 [bit]の情報の順序制御を行ない、24 [
bit]の情報を出力する。この順序制御の行なわれた
情報は、前記論理回路3に出力されるか、同第2図中2
0a或いは20bで示す経路のいずれかを介して前記入
出力回路2に出力される。
The order control circuit 16 receives two signals from each of two adjacent memory cell array sections 5 with the order control circuit 16 in between.
4 [bjtl] of information, controls the order of the imported 48 [bit] of information, and
bit] information. The information on which this order control has been performed is output to the logic circuit 3 or 2 in FIG.
The signal is output to the input/output circuit 2 via either the path indicated by 0a or 20b.

前記半導体集積回路装置は、ゲートアレイ手法が採用さ
れ、論理器g3、RAMブロック4、入出力回路2等の
回路は、基本的にマクロセル(機能ブロック)として配
置されている。
The semiconductor integrated circuit device employs a gate array method, and circuits such as the logic device g3, the RAM block 4, and the input/output circuit 2 are basically arranged as macro cells (functional blocks).

このように、半導体集積回路装置(キャッシュメモリ)
の高速化を図るために、前記メモリセルアレイ部5と論
理回路3との間の領域において、前記論理回路3側から
入力ラッチ回路7、Xデコーダ回路10の夫々を配置し
、X系のアドレス信号の伝送経路を規定すると、前記メ
モリセルアレイ部5からの情報の読み出し経路は、前記
X系のアドレス信号の伝送経路と直交する方向に規定さ
れる。このため、この読み出し経路に前記レベル変換回
路14、パリティチエツク回路15、順序制御回路16
の夫々を配置している。この配置によれば、X系のアド
レス信号の伝送経路、情報の読み出し8 経路の夫々を最適化(最短化)することができるので、
半導体集積回路装置の動作速度を高速化することができ
る。
In this way, semiconductor integrated circuit devices (cache memory)
In order to speed up the processing, an input latch circuit 7 and an When the transmission path is defined, the readout path of information from the memory cell array section 5 is defined in a direction perpendicular to the transmission path of the X-system address signal. Therefore, this readout path includes the level conversion circuit 14, parity check circuit 15, and order control circuit 16.
Each of them is arranged. According to this arrangement, it is possible to optimize (minimize) each of the X-system address signal transmission path and the information readout path.
The operating speed of a semiconductor integrated circuit device can be increased.

以上説明したように、本実施例によれば、論理回路3か
ら入力ラッチ回路7を介してデコーダ回路8にアドレス
信号を入力し、このアドレス信号に基づいてメモリセル
アレイ部5の所定のメモリセル9を選択する半導体集積
回路装置において、前記論理回路3とメモリセルアレイ
部5との間の領域に、前記論理回路3側から人力ラッチ
回路7、X、/Yデコーダ回路8の夫々を配置する。こ
の構成によれば、入力ラッチ回路7とXデコーダ回路8
との間の距離は小さくなるので、両者間の配線長は短か
くなり、X系のアドレス信号の配線における信号伝送遅
延は低減される。これにより、半導体集積回路装置の動
作速度を高速化することができる。
As explained above, according to this embodiment, an address signal is inputted from the logic circuit 3 to the decoder circuit 8 via the input latch circuit 7, and a predetermined memory cell 9 of the memory cell array section 5 is selected based on this address signal. In the semiconductor integrated circuit device, a human latch circuit 7 and an X, /Y decoder circuit 8 are arranged in a region between the logic circuit 3 and the memory cell array section 5 from the logic circuit 3 side. According to this configuration, the input latch circuit 7 and the X decoder circuit 8
Since the distance between them becomes smaller, the wiring length between them becomes shorter, and the signal transmission delay in the X-system address signal wiring is reduced. Thereby, the operating speed of the semiconductor integrated circuit device can be increased.

また、前記論理回路3の外周に沿って複数個のメモリセ
ルアレイ部5を配置し、この各々のメモリセルアレイ部
5間(RAMブロック4の2個のメモリセルアレイ部5
間)の領域6に、夫々のメモリセルアレイ部5から読み
出された情報を演算する専用論理回路、すなわちパリテ
ィチエツク回路15、順序制御回路16の夫々を配置す
る。この構成によれば、論理回路3と別の領域にこの論
理回路3に対して独立に専用論理回路を配置し、この専
用論理回路を最適化し、この専用論理回路の占有面積を
小さくできるので、半導体集積回路装置の高集積化を図
ることができる。
Further, a plurality of memory cell array sections 5 are arranged along the outer periphery of the logic circuit 3, and between each memory cell array section 5 (two memory cell array sections 5 of the RAM block 4)
A dedicated logic circuit for calculating information read from each memory cell array section 5, that is, a parity check circuit 15 and a sequence control circuit 16, are arranged in the area 6 between the memory cells 1 and 5. According to this configuration, a dedicated logic circuit can be arranged independently of the logic circuit 3 in an area different from the logic circuit 3, and this dedicated logic circuit can be optimized and the area occupied by this dedicated logic circuit can be reduced. High integration of semiconductor integrated circuit devices can be achieved.

また、同時に、メモリセルアレイ部5と専用論理回路と
を接続するのに必要な配線の長さは短かくなるので、配
線の信号伝送遅延は低減され、半導体集積回路装置の動
作速度の高速化を図ることができる。
At the same time, the length of the wiring required to connect the memory cell array section 5 and the dedicated logic circuit is shortened, so the signal transmission delay of the wiring is reduced, and the operating speed of the semiconductor integrated circuit device is increased. can be achieved.

また、前記論理回路3の上下夫々の領域に配置されてい
るRAMブロック4は、この論理回路3を対称軸として
鏡面対称で構成されている。また、4分割された夫々の
RAMブロック4内の2個のメモリセルアレイ部5は、
前記専用論理回路を配置する領域6を対称軸として、鏡
面対称で構成さ9− 20 れている。このように、単導体集積回路装置内に、対称
性を持たせたことにより、信号経路の配線長は平均化さ
れるので、信号伝送遅延は低減される。
Further, the RAM blocks 4 arranged in the upper and lower regions of the logic circuit 3 are mirror-symmetrical with the logic circuit 3 as an axis of symmetry. Furthermore, the two memory cell array sections 5 in each of the four divided RAM blocks 4 are as follows:
It is configured with mirror symmetry with the area 6 where the dedicated logic circuit is placed as an axis of symmetry. In this manner, by providing symmetry within the single conductor integrated circuit device, the wiring lengths of the signal paths are averaged, so that signal transmission delays are reduced.

これにより、半導体集積回路装置の動作速度を高速化す
ることができる。
Thereby, the operating speed of the semiconductor integrated circuit device can be increased.

また、本実施例の半導体集積回路装置を実装する電子装
置すなわちCPU、キャッシュメモリ及び主メモリ装置
の夫々を備えたコンピュータにおいて、動作速度の高速
化及び実装配線基板上の実装密度を向上することができ
る。
Furthermore, in an electronic device on which the semiconductor integrated circuit device of this embodiment is mounted, that is, a computer equipped with each of a CPU, a cache memory, and a main memory device, it is possible to increase the operating speed and improve the packaging density on the mounting wiring board. can.

以上、本発明を実施例にもとづき具体的に説明したが、
本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その
要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であること
は言うまでもない。
The present invention has been specifically explained above based on examples, but
It goes without saying that the present invention is not limited to the embodiments described above, and can be modified in various ways without departing from the spirit thereof.

例えば、本実施例においては、前記領域6の中央部に順
序制御回路16を配置した例を示したが、本発明は、こ
の順序制御回路16に換えて、コンパレータ回路を配置
することもできる。
For example, in this embodiment, an example is shown in which the order control circuit 16 is arranged in the center of the area 6, but in the present invention, a comparator circuit may be arranged in place of the order control circuit 16.

また、本発明は、前記RAMブロック4と論理回路3の
両方またはいずれかをバイポーラトランジスタで構成す
ることもできる。
Further, in the present invention, both or either of the RAM block 4 and the logic circuit 3 can be configured with bipolar transistors.

また、本発明は、コンピュータに使用されるアドレス変
換用メモリに適用することもできる。
Further, the present invention can also be applied to an address translation memory used in a computer.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりであ
る メモリと論理回路を備えた半導体集積回路装置において
、動作速度の高速化を図ることができる。
To briefly explain the effects obtained by the representative inventions disclosed in this application, it is possible to increase the operating speed of a semiconductor integrated circuit device equipped with a memory and a logic circuit as described below. can.

前記メモリと論理回路を備えた半導体集積回路装置にお
いて、高集積化を図ることができる。
In a semiconductor integrated circuit device including the memory and logic circuit described above, high integration can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明の一実施例である半導体集積回路装置
の全体構成の概略を示す回路ブロック図、第2図は、第
1図中−点鎖線で囲った領域内を拡大して示す図、 第3図は、メモリセルの等価回路図である。 図中、1・・・半導体基板、2・・入出力回路、3・・
・論理回路、4・・・RAMブロック、5・・・メモリ
セルアレイ部、6・・・専用論理回路配置領域、7・・
入力?1− 2 ラッチ回路、 8・・デコーダ回路である。
FIG. 1 is a circuit block diagram schematically showing the overall configuration of a semiconductor integrated circuit device that is an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view of the area surrounded by the dotted chain line in FIG. 1. FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of a memory cell. In the figure, 1... semiconductor substrate, 2... input/output circuit, 3...
・Logic circuit, 4... RAM block, 5... Memory cell array section, 6... Dedicated logic circuit placement area, 7...
input? 1-2 latch circuit, 8... decoder circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、論理回路からラッチ回路を介してデコーダ回路にア
ドレス信号を入力し、該アドレス信号に基づいてメモリ
セルアレイ部の所定のメモリセルを選択する半導体集積
回路装置において、前記論理回路と前記メモリセルアレ
イ部との間の領域に、前記論理回路側からラッチ回路、
X/Yデコーダ回路の夫々を配置したことを特徴とする
半導体集積回路装置。 2、論理回路からラッチ回路を介してデコーダ回路にア
ドレス信号を入力し、該アドレス信号に基づいて複数個
のうちの所定のメモリセルアレイ部のメモリセルを選択
する半導体集積回路装置において、前記論理回路の外周
に沿って複数個のメモリセルアレイ部を配置し、該夫々
のメモリセルアレイ部間の領域に、該メモリセルアレイ
部から読み出された情報を演算する専用論理回路を配置
し、前記メモリセルアレイ部と前記論理回路との間の領
域に、前記論理回路側からラッチ回路、X/Yデコーダ
回路の夫々を配置したことを特徴とする半導体集積回路
装置。
[Scope of Claims] 1. In a semiconductor integrated circuit device in which an address signal is input from a logic circuit to a decoder circuit via a latch circuit, and a predetermined memory cell in a memory cell array section is selected based on the address signal, the logic a latch circuit from the logic circuit side in a region between the circuit and the memory cell array section;
A semiconductor integrated circuit device characterized in that each of X/Y decoder circuits is arranged. 2. In a semiconductor integrated circuit device in which an address signal is input from a logic circuit to a decoder circuit via a latch circuit, and a memory cell in a predetermined memory cell array section is selected from among a plurality of memory cells based on the address signal, the logic circuit A plurality of memory cell array sections are arranged along the outer periphery of the memory cell array section, and a dedicated logic circuit for calculating information read from the memory cell array section is arranged in a region between the respective memory cell array sections. 1. A semiconductor integrated circuit device, wherein a latch circuit and an X/Y decoder circuit are arranged from the logic circuit side in a region between the logic circuit and the logic circuit.
JP1314665A 1989-09-29 1989-12-04 Semiconductor integrated circuit device Pending JPH03176892A (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1314665A JPH03176892A (en) 1989-12-04 1989-12-04 Semiconductor integrated circuit device
KR1019900015245A KR910006849A (en) 1989-09-29 1990-09-26 Semiconductor integrated circuit device
US07/589,515 US5291445A (en) 1989-09-29 1990-09-28 Semiconductor integrated circuit device
US08/189,636 US5384738A (en) 1989-09-29 1994-02-01 Semiconductor integrated circuit device

Applications Claiming Priority (1)

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JP1314665A JPH03176892A (en) 1989-12-04 1989-12-04 Semiconductor integrated circuit device

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JP (1) JPH03176892A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100314109B1 (en) * 1998-04-23 2001-11-17 가네꼬 히사시 Semiconductor memory device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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