JPH04358397A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPH04358397A
JPH04358397A JP3132849A JP13284991A JPH04358397A JP H04358397 A JPH04358397 A JP H04358397A JP 3132849 A JP3132849 A JP 3132849A JP 13284991 A JP13284991 A JP 13284991A JP H04358397 A JPH04358397 A JP H04358397A
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write pulse
clock
pulse width
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Takashi Ozawa
敬 小澤
Isao Fukushi
功 福士
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Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体記憶装置に関し、
特に、STRAM(Self−Timed RAM)に
おける書込パルス発生回路に関する。近年、コンピュー
タ等の情報処理装置の高性能化に伴って、システムのサ
イクル・タイムの短縮化がより一層要求され、クロック
で制御される同期式のSTRAMが提供されている。こ
のようなSTRAM において、安定した書き込み動作
を行える書込パルス発生回路が要望されている。
【0002】
【従来の技術】近年、コンピュータ等の情報処理装置の
高性能化に伴って、システムのサイクル・タイムの短縮
化が可能なSTRAM が提供されている。図6は S
TRAMの基本的な構成を示すブロック図である。同図
において、参照符号101 は書込パルス発生回路,1
02は入力データ保持回路,103はRAM 回路ブロ
ック,104は出力データ保持回路,105はクロック
回路である。
【0003】図6に示されるように、 STRAMは、
 RAM回路ブロック103, RAM回路ブロック1
03 の入力に設けられ入力信号を一時的に保持する入
力データ保持回路102, RAM回路ブロック103
 の出力に設けられ出力信号を一時的に保持する出力デ
ータ保持回路104,入力データ保持回路102 およ
び出力データ保持回路104 におけるデータの取り込
みおよび保持を制御するクロック回路105,および,
 所定の書込パルスを所定のタイミングで発生する書込
パルス発生回路101 を備えている。図6において、
参照符号 ADDはアドレス入力,DINはデータ入力
,#CSはチップセレクト信号,#WEはライトイネイ
ブル信号,CLKはクロック入力, そして,Dout
 はデータ出力を示している。ここで、入力データ保持
回路102および出力データ保持回路104 は、ラッ
チ回路、または、レジスタ回路で構成されている。また
、クロック回路105 は、入力データ保持回路102
,出力データ保持回路104 および書込パルス発生回
路101 に対してそれぞれ適切なタイミングのクロッ
クを供給するもので、例えば、必要とするタイミングの
クロックを得ることのできる遅延回路で構成されている
【0004】ところで、 STRAMは、入力信号にス
キューがあってもクロック・エッジで同期をとるため実
質的にスキューが無いものと見做すことができ、また、
 STRAM内で書込パルスを作成するため外部の入力
信号が冗長であっても問題を生じることないため、大幅
なサイクル・タイムの改善(短縮)を行うことができる
。すなわち、通常のRAMにおいては、データの書き込
みはRAMの外から書込パルスを与える必要があり、書
き込み時に該書込パルスとその他の入力信号との間に或
る程度の余裕を持ってタイミングを設定する必要がある
。そのため、通常のRAMは、サイクル・タイムを短縮
することが困難になっている。
【0005】これに対して、 STRAMでは、入力端
子および入出力端子に、クロックで制御されるレジスタ
またはラッチが設けられており、入力データのスキュー
をなくすことができると共に、該 STRAMに内蔵さ
れた書込パルス発生回路101 により書込パルスを発
生するため必要最小限の余裕を持たせるだけで各信号の
タイミングを設定することができる。その結果、 ST
RAMは、サイクル・タイムを短縮して高速化すること
が可能となる。この STRAMにおけるサイクル・タ
イムの短縮は、デバイスが高速になるほど顕著な効果と
して現れることになる。
【0006】図7は従来の半導体記憶装置の一例を示す
ブロック回路図であり、図6における書込パルス発生回
路101 の従来例を示すものである。書込パルス発生
回路(101) は、クロックCLK からパルスを発
生するようになっており、クロックCLK を遅延時間
の異なる2つの遅延回路11,12 に入力し、これら
遅延回路11,12 の出力の論理和または論理積をと
って書込パルスを発生させている。すなわち、図7に示
されるように、クロック入力3に供給されたクロックC
LK を遅延時間td1 の第1の遅延回路11および
遅延時間td2 の第2の遅延回路12に入力し、これ
ら第1および第2の遅延回路11,12 の出力をNA
ND回路13および NOT回路(インバータ)14 
を介して出力するようになっている。これにより、(t
d2−td1)のパルス幅を有する書込パルスを発生す
るようになっている。
【0007】図8は図7の半導体記憶装置の動作を説明
するためのタイミング図である。同図に示されるように
、クロック入力3にクロックCLK のポジパルス(高
レベルパルス)が入力されたとすると、第1の遅延回路
11の出力Aには、遅延時間td1 遅れてポジパルス
が出力される。一方、第2の遅延回路12の出力Bには
、遅延時間td2 遅れてネガパルス(低レベルパルス
)が出力される。ここで、遅延時間 td1<td2 
とする。
【0008】そして、遅延回路11の出力Aおよび遅延
回路12の出力Bが共に高レベル“H”となる時間(t
d2−td1)をパルス幅とするネガパルスが、出力A
が立ち上がってからNAND回路13の遅延時間td3
 後に出力(C)され、さらに、 NOT回路14で反
転され、該 NOT回路14の遅延時間td4 後にポ
ジパルスとなって出力OUT から出力される。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、図7
に示す従来の書込パルス発生回路は、クロックCLK 
を2つの遅延回路11,12 の遅延時間の差により、
時間(td2−td1)をパルス幅とする書込パルスを
発生させるようになっている。従って、クロックCLK
 のパルス幅よりも長いパルス幅の書込パルスを発生す
ることができなかった。
【0010】ところで、 STRAMのサイクル・タイ
ム内での、クロックCLK のデューティ比(CLKの
高レベル”H” の幅と低レベル”L” の幅の比)は
、RAM回路ブロック(103)における書き込み動作
に充分なパルス幅を有する書込パルスを生成し得るよう
に最小パルス幅等が制限されている。しかし、近年の高
速化に伴うサイクル・タイムの短縮につれてクロックC
LK も高速化され、一定のデューティ比を有するクロ
ックCLK を発生するのが困難になってきている。す
なわち、クロックCLK のデューティ比がばらつく結
果、例えば、書込パルス発生回路により生成された書込
パルスのパルス幅が短くなって、正常な書込動作を行わ
せることが困難になることがあった。
【0011】本発明は、上述した従来の半導体記憶装置
(STRAMの書込パルス発生回路)が有する課題に鑑
み、クロックのデューティ比、すなわち、クロック信号
のパルス幅に依存しないパルス幅を有する書込パルスを
発生して正常な書込動作が可能なSTRAMの提供を目
的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】図6はSTRAMの構成
を示すブロック図であり、図1は本発明に係る半導体記
憶装置の原理を示すブロック図である。本発明によれば
、RAM回路ブロック103 と、該RAM回路ブロッ
ク103 の入力および出力に設けられ入出力信号を一
時的に保持する入力データ保持回路102および出力デ
ータ保持回路104 と、該入力および出力データ保持
回路102,104 におけるデータの取り込みおよび
保持を制御するクロック回路105 と、所定の書込パ
ルスを所定のタイミングで発生する書込パルス発生回路
101 とを具備する半導体記憶装置であって、前記書
込パルス発生回路101 はエッジトリガ型レジスタ1
および所定の遅延時間td02を有する遅延回路2を備
え、該エッジトリガ型レジスタ1の出力6;Q または
反転出力7;XQが前記遅延回路2を経由してリセット
またはセット端子5,reset に供給され、該書込
パルス発生回路101 は、外部から供給されるクロッ
ク3,CLK のエッジから該クロック3,CLK の
パルス幅に係わらず所定のパルス幅の書込パルスを発生
するようにしたことを特徴とする半導体記憶装置が提供
される。
【0013】
【作用】本発明の半導体記憶装置によれば、書込パルス
発生回路101 は、リセット機能を有するエッジトリ
ガ型レジスタ1および所定の遅延時間td02を有する
遅延回路2を備えている。そして、エッジトリガ型レジ
スタ1の出力6(Q) または反転出力7(XQ)は、
遅延回路2を経由してリセットたはセット端子5(re
set) に供給され、該書込パルス発生回路101 
は、外部から供給されるクロックCLK(3)のエッジ
から該クロックCLK(3)のパルス幅に係わらず所定
のパルス幅の書込パルスを発生するようになっている。 すなわち、本発明の半導体記憶装置によれば、図1に示
されるように、エッジトリガ型レジスタ1の出力6(Q
) を遅延回路2で所定時間td02だけ遅延してリセ
ット端子5(reset)に供給するように構成された
ワンショット回路が書込パルス発生回路101としてセ
ルフタイムドRAMに内蔵されている。
【0014】図2は図1の半導体記憶装置の動作を説明
するためのタイミング図である。図1および図2に示さ
れるように、本発明の半導体記憶装置によれば、エッジ
トリガ型レジスタ1は、クロック入力3に供給されるク
ロックCLK の立ち上がり時のデータ端子4のデータ
入力Din(高レベル”H” に固定) を取り込んで
保持し、出力Qにデータ入力Din に対応するデータ
を出力する。すなわち、まず、クロックCLK が低レ
ベル”L”,データ入力Din が“H”固定, 且つ
, 出力Qが“L”とすると、遅延回路2を経由してリ
セット端子5に供給されるリセット入力reset は
“H”である。
【0015】次に、クロックCLK が“L”から“H
”に変化すると、エッジトリガ型レジスタ1はデータ入
力Din のレベル(”H”固定) を取り込み、エッ
ジトリガ型レジスタ自身の遅延時間td01の後、出力
Qに“H”を出力する。この出力は遅延回路2を経由し
て、該遅延回路2の遅延時間td02の後に、リセット
入力reset を“L”にする。これにより、エッジ
トリガ型レジスタ1はリセットされ、該エッジトリガ型
レジスタ1の遅延時間td03の後に、出力Qは“L”
になる。この出力Q(”L”)は再び遅延回路2を経由
して、リセット入力reset を“H”にする。この
間の任意の時間にクロックCLK を“L”にすると、
最初の状態に戻る。
【0016】このように、本発明の半導体記憶装置によ
れば、エッジトリガ型レジスタ1の出力Qは、クロック
CLK のパルス幅に依存することなく、遅延回路2と
リセット時のエッジトリガ型レジスタ1の遅延時間の和
に相当するパルス幅を有するパルス(書込パルス)が発
生されることになる。
【0017】
【実施例】以下、図面を参照して本発明に係る半導体記
憶装置の一実施例を説明する。図3は本発明の半導体記
憶装置の一実施例を示すブロック回路図であり、図6に
示すSTRAMにおける書込パルス発生回路101 の
構成を示すものである。まず、 STRAMは、図6に
示されるように、 RAM回路ブロック103 と、 
RAM回路ブロック103 に供給された入力信号を一
時的に保持する入力データ保持回路102と、 RAM
回路ブロック103 の出力信号を一時的に保持する出
力データ保持回路104 と、入力データ保持回路10
2 および出力データ保持回路104 におけるデータ
の取り込みおよび保持を制御するクロック回路105 
と、所定の書込パルスを所定のタイミングで発生する書
込パルス発生回路101 を備えている。ここで、入力
データ保持回路102 および出力データ保持回路10
4 は、ラッチ回路またはレジスタ回路により構成され
るのは、前述した通りである。
【0018】図3に示されるように、本発明の半導体記
憶装置の一実施例としての書込パルス発生回路(101
) は、エッジトリガ型レジスタ1、遅延回路2、およ
び、クロック制御選択回路9を備えている。ここで、図
3において、参照符号3はクロック入力端子(CLK)
,4はデータ入力端子(Din),5はリセット端子(
reset),6は出力端子(Q),7は反転出力端子
(XQ), そして, 8はクロック制御選択端子(C
ONT.) を示している。
【0019】エッジトリガ型レジスタ1のクロック入力
端子3にはクロックCLK が供給されており、データ
端子6のデータ入力Din は高レベル“H”に固定さ
れ、また、出力Qは RAM回路ブロック103 に対
して書込パルスを出力する出力端子6とされると共に遅
延回路2を介してリセット端子5にリセット入力res
et として供給されている。また、遅延回路2は、複
数のインバータ21〜24およびNAND回路10で構
成され、該NAND回路10の一方の入力にはエッジト
リガ型レジスタ1の出力Qが供給されると共に、該NA
ND回路10の他方の入力にはクロック制御選択回路9
の出力が供給されている。ここで、クロック制御選択回
路9はNAND回路で構成され、該NAND回路の一方
の入力にはクロックCLK が供給されると共に、該N
AND回路の他方の入力にはクロック制御選択端子8を
介してクロック制御選択信号CONT. が供給されて
いる。
【0020】次に、上記実施例の動作を図4および図5
を参照して説明する。図4は図3の半導体記憶装置の通
常の動作を説明するためのタイミング図である。図4に
示されるように、クロック制御選択信号CONT. を
低レベル“L”に固定すると、クロック制御選択回路9
の出力(ノードE)は、常に高レベル“H”に固定され
る。従って、遅延回路2におけるNAND回路10の他
方の入力が“H”に固定され、NAND回路10の出力
は当該NAND回路10の一方の入力に供給されるエッ
ジトリガ型レジスタ1の出力Qを反転したものになる。 そして、まず、クロックCLK が“L”, データ入
力Din が“H”固定, 且つ, 出力Qが“L”で
反転出力XQが“H”とすると、NAND回路10およ
びインバータ21〜24で構成された遅延回路2を経由
してリセット端子5に供給されるリセット入力rese
t は“H”になる。
【0021】次に、クロックCLK が“L”から“H
”に変化すると、エッジトリガ型レジスタ1はデータ入
力Din の“H”レベルを取り込み、エッジトリガ型
レジスタ自身の遅延時間td01の後、出力Qに“H”
を出力し、且つ、反転出力XQに“L”を出力する。こ
の“H”レベルの出力Qは、遅延回路2を経由して、該
遅延回路の遅延時間td02の後に、リセット入力re
set を“L”にする。 これにより、エッジトリガ型レジスタ1はリセットされ
、該エッジトリガ型レジスタ1の遅延時間td03の後
に、出力Qは“L”になる。この出力Q(”L”) は
再び遅延回路2を経由して、リセット端子reset 
を“H”にする。この間の任意の時間にクロックCLK
 を“L”にすると、最初の状態に戻る。
【0022】以上により、エッジトリガ型レジスタ1の
出力Q(出力端子6)に、クロックCLK のパルス幅
に依存せず、遅延回路2の遅延時間td02およびリセ
ット時のエッジトリガ型レジスタ1の遅延時間td03
の和(td02+td03) のパルス幅を有するパル
ス(書込パルス)を発生することができる。図5は図3
の半導体記憶装置のテスト時における動作を説明するた
めのタイミング図である。図5に示されるように、クロ
ック制御選択信号CONT. を高レベル“H”に固定
すると、クロック制御選択回路9の出力(ノードE)は
、該クロック制御選択回路9の遅延時間td04だけの
遅れを持ってクロックCLK を反転したものとなる。 従って、遅延回路2におけるNAND回路10の出力は
、当該NAND回路10の両方の入力が共に“H”のと
きだけ“L”となる。そして、まず、クロックCLKが
“L”, ノードEが“H”, データ入力Din が
“H”固定, 且つ, 出力Qが“L”で反転出力XQ
が“H”とすると、NAND回路10およびインバータ
21〜24で構成された遅延回路2を経由してリセット
端子5に供給されるリセット入力reset は“H”
になる。
【0023】次に、クロックCLK が“L”から“H
”に変化すると、エッジトリガ型レジスタ1はデータ入
力Din の“H”レベルを取り込み、エッジトリガ型
レジスタ自身の遅延時間td01の後、出力Qに“H”
を出力し、且つ、反転出力XQに“L”を出力する。こ
のとき、ノードEはクロック制御選択回路9の遅延時間
td04だけ遅れて“H”から“L”に変化する。ここ
で、エッジトリガ型レジスタ1の出力Qおよびクロック
制御選択回路9の出力(ノードE)は、遅延回路2にお
けるNAND回路10の入力として供給されているが、
これら出力QおよびノードEが共に“H”になると、遅
延回路2の出力は、該遅延回路の遅延時間td02の後
に“L”になり、リセット入力reset を“L”に
する。これにより、エッジトリガ型レジスタ1はリセッ
トされ、該エッジトリガ型レジスタ1の遅延時間td0
3の後に、出力Qは“L”になる。この出力Q(”L”
) は再び遅延回路2を経由して、リセット端子res
et を“H”にする。この間の任意の時間にクロック
CLK を“L”にすると、最初の状態に戻る。ここで
、クロックCLK が高レベルとなっている時間をtd
00とし、td00<td01とすると、エッジトリガ
型レジスタ1の出力Qのパルス幅(書込パルスの幅)は
、 (td02+td03+td04+td00−td
01) となる。すなわち、書込パルスの幅にクロック
CLK のパルス幅が含まれることになる。
【0024】このように、書込パルスの幅にクロックC
LK が高レベルとなっている時間td00を含むよう
にすることにより、例えば、 STRAM自体の不良解
析を行う場合に、長いパルス幅を有するクロックCLK
 を与えて長いパルス幅の書込パルス生成し、該長いパ
ルス幅の書込パルスをRAM回路ブロック103 に供
給することにより不良の原因が書込パルス発生回路に存
在するかどうかを判定することができる。
【0025】尚、上記実施例では、エッジトリガ型レジ
スタ1の出力Q(6)が使用されているが、エッジトリ
ガ型レジスタ1の反転出力XQ(7) を使用して書込
パルスを発生することもできる。具体的に、例えば、図
3における遅延回路2のNAND回路10の一方の入力
にエッジトリガ型レジスタ1の反転出力XQを供給する
と共に、インバータを1つ加える(或いは、取り除く)
ことにより上記実施例と同様な動作を行う書込パルス発
生回路が構成され得る。さらに、上記実施例では、エッ
ジトリガ型レジスタ1のリセット端子reset(5)
を使用して書込パルス発生回路を構成しているが、エッ
ジトリガ型レジスタ1のセット端子(図3のリセット端
子5に対応)を使用しても同様な書込パルス発生回路を
構成することができるのはいうまでもない。
【0026】以上説明したように、クロックCLK の
パルス幅に依存せずに所定のパルス幅を発生させること
ができるワンショト回路を書込パルス発生回路として内
蔵することにより、安定した書き込み動作が可能なST
RAMを実現することができる。また、不良解析等を行
う場合には、クロック制御選択信号を切り換えて、書込
パルスをクロックCLK のパルス幅に依存するように
回路を変更することにより、不良の原因が書込パルス発
生回路に存在するかどうかを判定することができるよう
になる。
【0027】
【発明の効果】以上、詳述したように、本発明の半導体
記憶装置によれば、クロック信号のパルス幅に依存しな
いパルス幅の書込パルスを発生して正常な書込動作を行
わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る半導体記憶装置の原理を示すブロ
ック図である。
【図2】図1の半導体記憶装置の動作を説明するための
タイミング図である。
【図3】本発明の半導体記憶装置の一実施例を示すブロ
ック回路図である。
【図4】図3の半導体記憶装置の通常の動作を説明する
ためのタイミング図である。
【図5】図3の半導体記憶装置のテスト時における動作
を説明するためのタイミング図である。
【図6】STRAMの基本的な構成を示すブロック図で
ある。
【図7】従来の半導体記憶装置の一例を示すブロック回
路図である。
【図8】図7の半導体記憶装置の動作を説明するための
タイミング図である。
【符号の説明】
1…エッジトリガ型レジスタ 2…遅延回路 3…クロック入力端子 4…データ入力端子 5…リセット端子(セット端子) 6…出力端子 7…反転出力端子

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  RAM回路ブロック(103) と、
    該RAM回路ブロックの入力および出力に設けられ入出
    力信号を一時的に保持する入力データ保持回路(102
    )および出力データ保持回路(104) と、該入力お
    よび出力データ保持回路におけるデータの取り込みおよ
    び保持を制御するクロック回路(105) と、所定の
    書込パルスを所定のタイミングで発生する書込パルス発
    生回路(101) とを具備する半導体記憶装置であっ
    て、前記書込パルス発生回路(101) はエッジトリ
    ガ型レジスタ(1) および所定の遅延時間(td02
    )を有する遅延回路(2) を備え、該エッジトリガ型
    レジスタの出力(6;Q) または反転出力(7;XQ
    )が前記遅延回路を経由してリセットまたはセット端子
    (5;reset) に供給され、該書込パルス発生回
    路は、外部から供給されるクロック(3;CLK) の
    エッジから該クロックのパルス幅に係わらず所定のパル
    ス幅の書込パルスを発生するようにしたことを特徴とす
    る半導体記憶装置。
  2. 【請求項2】  前記書込パルス発生回路(101) 
    は、前記遅延回路(2) の遅延時間(td02)およ
    び前記エッジトリガ型レジスタ(1) における遅延時
    間(td03)により規定されるパルス幅(td02+
    td03) の書込パルスを発生するようになっている
    ことを特徴とする請求項1の半導体記憶装置。
  3. 【請求項3】  前記書込パルス発生回路(101) 
    は、さらに、クロック制御選択回路(9) を備え、該
    クロック制御選択回路に供給するクロック制御選択信号
    (CONT.) に応じて、該書込パルス発生回路から
    出力される書込パルスのパルス幅を前記クロックのパル
    ス幅に依存させるかどうかを制御するようになっている
    請求項1の半導体記憶装置。
  4. 【請求項4】  前記遅延回路(2) は、前記クロッ
    クによりスルー/クランプが制御され、前記書込パルス
    発生回路から出力される書込パルスを該クロックのパル
    ス幅に依存したものとする機能(10)を有している請
    求項3の半導体記憶装置。
  5. 【請求項5】  リセット機能を有するエッジトリガ型
    レジスタ(1) と、所定の遅延時間(td02)を有
    する遅延回路(2) を備え、該エッジトリガ型レジス
    タの出力(6;Q) または反転出力(7;XQ)が前
    記遅延回路(2) を経由してリセットまたはセット端
    子(5;reset) に供給され、外部から供給され
    るクロック(3;CLK) のエッジから該クロックの
    パルス幅に係わらず所定幅のパルスを発生するワンショ
    ット回路を書込みパルス発生回路として内蔵したことを
    特徴とするセルフタイムドRAM。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6262613B1 (en) 1998-04-13 2001-07-17 Nec Corporation Pulse duration changer for stably generating output pulse signal from high-frequency input pulse signal and method used therein
US8669858B2 (en) 2010-02-09 2014-03-11 Nissan Motor Co, Ltd. Vehicle notification sound emitting apparatus

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