JPH07230691A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPH07230691A
JPH07230691A JP6019569A JP1956994A JPH07230691A JP H07230691 A JPH07230691 A JP H07230691A JP 6019569 A JP6019569 A JP 6019569A JP 1956994 A JP1956994 A JP 1956994A JP H07230691 A JPH07230691 A JP H07230691A
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JP
Japan
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bar
address signal
bln
bit
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Application number
JP6019569A
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Hiroko Murakami
裕子 村上
Takaaki Ido
隆明 井戸
Kenji Yamada
賢次 山田
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Fujitsu VLSI Ltd
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu VLSI Ltd
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】消費電力を低減でき、データの読み出しを高速
化できる半導体記憶装置を提供する。 【構成】メモリセルアレイ1は、複数のワード線WL、
複数のビット線対BL,バーBL及び複数のメモリセル
Cを備える。ワード線選択回路2はアドレス信号ADに
基づいてワード線の1つを選択する。ビット線選択回路
3はアドレス信号ADに基づいて複数のビット線対を選
択的にセンスアンプ6に接続する。プリチャージ制御回
路5は、先に選択されたワード線と次に選択されたワー
ド線とが不一致のときにのみ、すべてのビット線対のプ
リチャージが行われるようにプリチャージ回路4を制御
する。センスアンプ6はセルアレイ1から読み出された
データを増幅する。

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係り、
より詳しくは、ビット線のプリチャージに関する。
【0002】近年、半導体記憶装置には低消費電力化及
びアクセスの高速化が要求されている。半導体記憶装置
においては、ワード線及びビット線が選択されると、そ
れらに接続されているメモリセルが選択される。選択さ
れたメモリセルのデータがビット線を介して読み出され
る。メモリセルのデータの誤書き込み及び破壊を防止す
るために、ビット線をプリチャージすることは不可欠で
ある。このプリチャージにおける消費電力は記憶装置の
消費電力の大半を占めている。そのため、プリチャージ
動作時の消費電力を低減する必要がある。
【0003】
【従来の技術】図6に従来のスタティックRAM(SR
AM)40を示す。SRAM40は、メモリセルアレイ
41、プリチャージ回路42、ロウデコーダ43、コラ
ムスイッチ44、コラムデコーダ45、ロウアドレスバ
ッファ46、センスアンプ47及びライトアンプ48を
備えている。さらに、SRAM40は、制御バッファ4
9及びクロックジェネレータ51を備えている。
【0004】図7に示すように、セルアレイ41は複数
のワード線WL1〜WLm、複数のビット線対BL1,
バーBL1〜BLn,バーBLnを備えている。各ビッ
ト線対と各ワード線との間にはメモリセルC0が接続さ
れている。セルC0はインバータ52,53及びゲート
トランジスタ54,55で構成されている。ワード線W
L1〜WLmのいずれか1つが選択されてHレベルにさ
れると、そのワード線に接続されている複数のセルC0
のデータがビット線対BL1,バーBL1〜BLn,バ
ーBLnにそれぞれ出力される。
【0005】プリチャージ回路42は回路42a1〜4
2anからなる。クロックジェネレータ51から出力さ
れる周期t0のクロック信号CLK(図8に示す)がH
レベルである期間、トランジスタ56〜58がオンし、
各回路42a1〜42anはビット線対BL1,バーB
L1〜BLn,バーBLnを電源VDDによってプリチャ
ージする。
【0006】バッファ46はクロック信号CLKの立ち
上がりエッジに同期して、図示しない制御装置からのア
ドレス信号ADを保持し、ロウアドレス信号ADRをデ
コーダ43に供給し、コラムアドレス信号ADCをコラ
ムデコーダ45に供給する。
【0007】制御バッファ49は前記制御装置から読み
出し許可信号RE及び書き込み許可信号WEを入力し、
両信号RE,WEに基づく制御信号をデコーダ43,4
5に出力する。また、バッファ49は読み出し許可信号
REをセンスアンプ47に出力し、読み出し許可信号W
Eをライトアンプ48に出力する。
【0008】デコーダ43はバッファ49の制御信号に
基づいてアドレス信号ADRを選択信号SRDにデコー
ドし、その信号SRDに基づいてワード線WL1〜WL
mのいずれか1つを選択する。デコーダ45はバッファ
49の制御信号に基づいてアドレス信号ADCを選択信
号SCDにデコードし、その信号SCDをセルアレイ4
1に接続されたコラムスイッチ44に供給する。
【0009】スイッチ44には出力線対LC0,バーL
C0を介してセンスアンプ47及びライトアンプ48が
接続されている。スイッチ44のスイッチ対Sc1,S
d1〜Scn,Sdnのうち、いずれか1対が選択信号
SCDに基づいてオンし、対応するビット線対を出力線
対LC0,バーLC0に選択的に接続する。
【0010】センスアンプ47は読み出し許可信号RE
に基づいて活性化され、クロック信号CLKのHレベル
のパルスが入力される毎に出力線対LC0,バーLC0
及びビット線対を介して読み出されたセルC0のデータ
を増幅し、増幅したリードデータRD0を出力する。
【0011】ライトアンプ48は書き込み許可信号WE
に基づいて活性化され、出力線対LC0,バーLC0及
びビット線対を介してライトデータWD0を選択された
セルC0に書き込む。
【0012】上記のように構成されたSRAM40にお
けるデータの読み出しについて説明する。図8に示すよ
うに、アドレス信号ADはクロック信号CLKの立ち上
がりに同期してバッファ46にラッチされる。ロウアド
レス信号ADRはデコーダ43に供給され、アドレス信
号ADCはデコーダ45に供給される。
【0013】アドレス信号ADRは選択信号SRDにデ
コードされ、その信号SRDに基づいて、例えば、ワー
ド線WL1が選択される。アドレス信号ADCは選択信
号SCDにデコードされ、その信号SCDに基づいて、
例えば、スイッチSc1,Sd1がオンされ、ビット線
対BL1,バーBL1が出力線対LC0,バーLC0に
接続される。それにより、ワード線WL1及びビット線
対BL1,バーBL1に接続されたセルC0が選択され
る。
【0014】このとき、クロック信号CLKがHレベル
であるため、回路42a1〜42anのトランジスタ5
6〜58がオンし、ビット線対BL1,バーBL1〜B
Ln,バーBLnが電源VDDによってプリチャージされ
る。
【0015】選択されたセルC0のデータに基づいてビ
ット線BL1,バーBL1の一方のレベルは低下し、他
方のレベルは電源VDDのレベルに保持され、セルC0の
データがビット線対BL1,バーBL1に読み出され
る。
【0016】ビット線対BL1,バーBL1のデータは
出力線対LC0,バーLC0を介してセンスアンプ47
に転送され、同アンプ47によって増幅されてリードデ
ータRD0として出力される。
【0017】アドレス信号ADが「1」インクリメント
されると、クロック信号CLKの立ち上がりに同期して
バッファ16にラッチされる。アドレス信号ADRは変
化せず、アドレス信号ADCが変化する。そのため、ワ
ード線WL1が選択されるとともに、ビット線対BL
2,バーBL2が出力線対LC0,バーLC0に接続さ
れる。それにより、ワード線WL1及びビット線対BL
2,バーBL2に接続されたセルC0が選択される。
【0018】このとき、クロック信号CLKがHレベル
であるため、ビット線対BL1,バーBL1〜BLn,
バーBLnが回路42a1〜42anを介して電源VDD
によりプリチャージされる。
【0019】選択されたセルC0のデータに基づいてビ
ット線BL2,バーBL2の一方のレベルは低下し、他
方のレベルは電源VDDのレベルに保持され、セルC0の
データがビット線対BL2,バーBL2に読み出され
る。ビット線対BL2,バーBL2のデータはセンスア
ンプ47によって増幅されてリードデータRD0として
出力される。
【0020】以後、アドレス信号ADが順次インクリメ
ントされ、アドレス信号ADに基づいてワード線が選択
されるとともに、ビット線対が出力線対LC0,バーL
C0に接続される。クロック信号CLKに基づいてビッ
ト線対BL1,バーBL1〜BLn,バーBLnが電源
VDDによりプリチャージされる。そして、選択されたワ
ード線WL1及びビット線対に接続されているセルC0
が選択され、そのセルC0のデータが読み出され増幅さ
れて出力される。
【0021】データの読み出しにおいてセルC0を選択
する毎に、すべてのビット線対のプリチャージが行われ
る。そのため、リードデータRD0は図8に示すよう
に、クロック信号CLKの立ち下がりにほぼ同期して出
力される。
【0022】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
SRAM40においては、セルC0を選択してデータを
読み出す毎に、クロック信号CLKに基づいてプリチャ
ージ回路42が動作し、すべてのビット線対BL1,バ
ーBL1〜BLn,バーBLnのプリチャージが行われ
る。特に、アドレス信号を順次インクリメントして同一
のワード線に接続されている複数のセルC0のデータを
読み出す場合であっても、プリチャージが行われる毎に
電流が流れる。そのため、消費電力が増加するという問
題がある。
【0023】また、上記のSRAM40においては、リ
ードデータRD0はプリチャージ後、すなわち、クロッ
ク信号CLKの立ち下がりに同期して出力される。その
ため、同一ワード線に接続されている複数のセルのデー
タを読み出す場合、2つ目以降のセルのデータの読み出
しがプリチャージ時間だけ遅くなる。
【0024】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的は、ワード線が変化しない
ときにはビット線のプリチャージをなくして消費電力を
低減することができる半導体記憶装置を提供することに
ある。
【0025】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理説明
図である。メモリセルアレイ1は、複数のワード線WL
と、複数のビット線BL,バーBLと、ワード線及びビ
ット線に接続された複数のメモリセルCとを備える。選
択されたワード線及び選択されたビット線に接続された
メモリセルCのデータが読み出される。
【0026】プリチャージ回路4はメモリセルアレイ1
からのデータの読み出しに先立ち、複数のビット線B
L,バーBLをプリチャージする。センスアンプ6はメ
モリセルアレイ1から読み出されたデータを増幅する。
【0027】ワード線選択回路2はアドレス信号ADに
基づいて複数のワード線WLのいずれか1つを選択す
る。ビット線選択回路3はアドレス信号ADに基づいて
複数のビット線BL,バーBLを選択的にセンスアンプ
6に接続する。
【0028】プリチャージ制御回路5は、アドレス信号
ADの変化に基づいて、先に選択されたワード線と次に
選択されたワード線とが不一致か否かを検出する。そし
て、不一致であるときにのみ、プリチャージ制御回路5
は、すべてのビット線BL,バーBLのプリチャージが
行われるようにプリチャージ回路4を制御する。
【0029】
【作用】本発明では、アドレス信号の変化に基づいて選
択されるワード線が変化したときにのみ、すべてのビッ
ト線のプリチャージが行われる。一方、アドレス信号が
変化しても選択されるワード線が変化しないときにはビ
ット線のプリチャージが行われない。そのため、半導体
記憶装置の消費電力が低減される。
【0030】
【実施例】以下、本発明をスタティックRAM(SRA
M)に具体化した一実施例を図2〜図5に従って説明す
る。
【0031】図2には本実施例のSRAM10が示され
ている。このSRAM10はDSP(digital signal p
rocessing LSI )に搭載され、プログラムデータの格納
用に使用される。SRAM10は、メモリセルアレイ1
1、プリチャージ回路12、ロウデコーダ13、コラム
スイッチ14、コラムデコーダ15、ロウアドレスバッ
ファ16、センスアンプ17及びライトアンプ18を備
えている。さらに、SRAM10は、制御バッファ1
9、プリチャージ制御回路20及びクロックジェネレー
タ21を備えている。SRAM10には高電位電源とし
ての電源VDDと低電位電源としての電源VSSが供給さ
れ、SRAM10は両電源に基づいて動作する。ジェネ
レータ21は図5に示すように所定周期t0のクロック
信号CLKを出力する。
【0032】図3に示すように、セルアレイ11は複数
のワード線WL1〜WLm(mは本実施例では32)、
複数のビット線対BL1,バーBL1〜BLn,バーB
Ln(nは本実施例では8)を備えている。各ビット線
対と、各ワード線WL1〜WLmとの間にはメモリセル
Cが接続されている。なお、図3ではワード線WL1,
WLm、ビット線対BL1,バーBL1、BLn,バー
BLnのみが図示されている。
【0033】各セルCはインバータ22,23及びNM
OSトランジスタよりなるゲートトランジスタ24,2
5で構成されている。インバータ22,23の入力端子
は互いに他方のインバータの出力端子に接続されてい
る。各トランジスタ24は各ビット線BL1〜BLnと
各インバータ23の出力端子との間に接続されている。
各トランジスタ25は各ビット線バーBL1〜バーBL
nと各インバータ22の出力端子との間に接続されてい
る。各セルCにおけるトランジスタ24,25のゲート
は対応する各ワード線WL1〜WLmに接続されてい
る。従って、ワード線WL1〜WLmのいずれか1つが
選択されてHレベルにされると、そのワード線に接続さ
れている複数のセルCのトランジスタ24,25がオン
し、それら複数のセルCのデータがビット線対BL1,
バーBL1〜BLn,バーBLnにそれぞれ出力され
る。
【0034】セルアレイ11には前記すべてのビット線
対をプリチャージするためのプリチャージ回路12が接
続されている。プリチャージ回路12はプリチャージ制
御回路20から出力されるプリチャージ信号PRに基づ
いて動作する。プリチャージ回路12はビット線対BL
1,バーBL1〜BLn,バーBLnにそれぞれ対応し
た複数の回路12a1〜12anからなる。各回路12
a1〜12anはNMOSトランジスタ26,27,2
8からなる。各トランジスタ26は電源VDDと非反転側
の各ビット線BL1〜BLnとの間に接続されている。
各トランジスタ27は反転側の各ビット線バーBL1〜
バーBLnとの間に接続されている。各トランジスタ2
8は各ビット線対BL1,バーBL1〜BLn,バーB
Lnに接続されている。各トランジスタ26〜28のゲ
ートには前記プリチャージ信号PRが入力される。
【0035】従って、プリチャージ信号PRがHレベル
である期間、トランジスタ28がオンする。それによ
り、各ビット線対の電位は等しくなる。このとき、トラ
ンジスタ26,27がオンし、ビット線対BL1,バー
BL1〜BLn,バーBLnは電源VDDによってプリチ
ャージされる。
【0036】セルアレイ11にはコラムスイッチ14が
接続されている。コラムスイッチ14はコラムデコーダ
15から出力される選択信号SCDに基づいて動作す
る。コラムスイッチ14はスイッチSa1〜Sanと、
スイッチSb1〜Sbnとからなる。スイッチSa1〜
San及びSb1〜Sbnは、本実施例ではNMOSト
ランジスタからなる。
【0037】スイッチSa1〜Sanは一端において前
記ビット線BL1〜BLnにそれぞれ接続され、他端に
おいて共通の出力線LCに接続されている。スイッチS
b1〜Sbnは一端において前記ビット線バーBL1〜
BLnにそれぞれ接続され、他端において共通の出力線
バーLCに接続されている。スイッチSa1〜Sanは
出力線LCに接続されている。スイッチSb1〜Sbn
は出力線バーLCに接続されている。前記ビット線対に
対応するスイッチ対のいずれか一対のみが前記選択信号
SCDによってオンされ、オンされたスイッチ対は対応
するビット線対を前記出力線LC,バーLCに選択的に
接続する。
【0038】図2に示すように、アドレスバッファ16
には前記クロック信号CLKが供給されるとともに、図
示しない制御装置から複数ビットからなるアドレス信号
ADが供給される。なお、本実施例ではアドレス信号A
Dは、上位5ビットのロウアドレス信号ADRと、下位
3ビットのコラムアドレス信号ADCとからなるものと
する。バッファ16はクロック信号CLKの立ち上がり
エッジに同期してアドレス信号ADを保持する。バッフ
ァ16は保持したアドレス信号ADのうち、上位のロウ
アドレス信号ADRをロウデコーダ13及びプリチャー
ジ制御回路20に供給し、下位のコラムアドレス信号A
DCをコラムデコーダ15に供給する。
【0039】制御バッファ19は前記制御装置から読み
出し許可信号RE及び書き込み許可信号WEを入力す
る。バッファ19は両信号RE,WEに基づく制御信号
を前記ロウデコーダ13及びコラムデコーダ15に出力
する。また、バッファ19は読み出し許可信号REをセ
ンスアンプ17に出力し、読み出し許可信号WEをライ
トアンプ18に出力する。
【0040】ロウデコーダ13はワード線選択回路を構
成している。デコーダ13は前記セルアレイ11のワー
ド線WL1〜WLmに接続されている。デコーダ13は
前記アドレス信号ADRを入力し、前記バッファ19の
制御信号に基づいてアドレス信号ADRを選択信号SR
Dにデコードする。デコーダ13はその選択信号SRD
に基づいて前記ワード線WL1〜WLmのいずれか1つ
を選択、すなわち、Hレベルにする。
【0041】コラムデコーダ15は前記コラムスイッチ
14に接続されている。本実施例ではコラムデコーダ1
5及びコラムスイッチ14によりビット線選択回路が構
成されている。デコーダ15は前記アドレス信号ADC
を入力し、前記バッファ19の制御信号に基づいてアド
レス信号ADCを選択信号SCDにデコードする。デコ
ーダ15は選択信号SCDを前記コラムスイッチ14に
供給し、いずれか一対のビット線対を前記出力線LC,
バーLCに選択的に接続する。
【0042】コラムスイッチ14には前記出力線LC,
バーLCを介してセンスアンプ17及びライトアンプ1
8が接続されている。センスアンプ17には電源VDD及
びVSSが供給されるとともに、前記クロック信号CLK
が供給される。センスアンプ17は前記許可信号REに
基づいて活性化され、クロック信号CLKのHレベルの
パルスが入力される毎に出力線対LC,バーLC及びビ
ット線対を介して読み出されたセルCのデータを増幅
し、増幅したリードデータRDを出力する。
【0043】ライトアンプ18には前記制御装置からラ
イトデータWDが供給されるとともに、前記書き込み許
可信号WEが供給される。ライトアンプ18は許可信号
WEに基づいて活性化され、出力線対LC,バーLC及
びビット線対を介して選択されたセルCにライトデータ
WDを書き込む。
【0044】図4に示すように、プリチャージ制御回路
20には前記アドレス信号ADR及びクロック信号CL
Kが供給されている。制御回路20はアドレス信号AD
の変化に基づいて先に選択されたワード線と次に選択さ
れたワード線とが不一致であるときにのみ、前記プリチ
ャージ回路12を動作させる。
【0045】制御回路20はアドレスラッチ29、検出
回路31、及び出力回路としてのOR回路33を備えて
いる。ラッチ29は複数のフリップフロップ(以下、単
にFFという)30a〜30eからなる。FF30a〜
30eのデータ端子Dにはアドレス信号ADRのビット
信号A1(最下位)〜A5(最上位)がそれぞれ入力さ
れ、クロック端子にはクロック信号CLKが入力され
る。FF30a〜30eはクロック信号CLKの半周期
分遅れた立ち下がりエッジに基づいてビット信号A1〜
A5をそれぞれ保持し、その保持した信号をビット信号
PA1〜PA5として検出回路31に出力する。従っ
て、クロック信号CLKの立ち上がりエッジに同期して
アドレス信号ADが変化しても、ビット信号PA1〜P
A5は先のアドレス信号ADのビット信号である。すな
わち、FF30a〜30eは先のアドレス信号ADを保
持する。
【0046】検出回路31は複数のEOR(排他的論理
和)回路32a〜32eからなる。検出回路31は前記
ラッチ29の先のアドレス信号と前記バッファ16を介
して入力される次のアドレス信号とが不一致か否かを検
出する。すなわち、EOR回路32a〜32eの一方の
入力端子にはビット信号A1〜A5がそれぞれ入力さ
れ、他方の入力端子にはビット信号PA1〜PA5がそ
れぞれ入力されている。EOR回路30a〜30eは両
入力信号のレベルに基づく出力信号SG1〜SG5を出
力する。各EOR回路30a〜30eは両入力信号のレ
ベルが一致していると、出力信号SG1〜SG5として
「0」を出力し、両入力信号のレベルが不一致であると
出力信号SG1〜SG5として「1」を出力する。
【0047】OR回路33は前記出力信号SG1〜SG
5を入力し、それらの信号に基づいてプリチャージ信号
PRを出力する。信号SG1〜SG5の少なくとも1つ
がHレベルであると、OR回路33はHレベルのプリチ
ャージ信号PRを出力する。すなわち、OR回路33は
ロウアドレスが変化したときにのみ、Hレベルのプリチ
ャージ信号PRを出力し、前記プリチャージ回路12を
動作させてビット線対BL1,バーBL1〜BLn,バ
ーBLnをプリチャージさせる。
【0048】上記のように構成されたSRAM10のデ
ータの読み出しについて説明する。なお、読み出し開始
時において、制御回路20のFF30a〜30eは初期
化されており、ビット信号PA1〜PA5はすべて
「1」であるとする。
【0049】Hレベルの読み出し許可信号REが入力さ
れると、センスアンプ7が活性化される。アドレス信号
ADがバッファ16に入力されると、アドレス信号AD
はクロック信号CLKの立ち上がりエッジに同期してバ
ッファ16にラッチされる。ロウアドレス信号ADRは
デコーダ13及び制御回路20に供給される。アドレス
信号ADCはデコーダ15に供給される。
【0050】アドレス信号ADRはデコーダ13によっ
て選択信号SRDにデコードされ、その選択信号SRD
に基づいて、例えば、ワード線WL1が選択されてそれ
がHレベルにされる。
【0051】また、アドレス信号ADCはデコーダ15
によって選択信号SCDにデコードされ、その選択信号
SCDに基づいて、例えば、スイッチSa1,Sb1が
オンされ、ビット線対BL1,バーBL1が出力線対L
C,バーLCに接続される。それにより、ワード線WL
1及びビット線対BL1,バーBL1に接続されたセル
Cが選択される。
【0052】このとき、アドレス信号ADRのビット信
号A1〜A5及びFF30a〜30eのビット信号PA
1〜PA5のいずれかが不一致であると、対応する出力
信号SG1〜SG5のいずれかが「1」となる。そのた
め、図5に示すようにHレベルのプリチャージ信号PR
が出力され始める。それにより、回路12a1〜12a
nのトランジスタ26〜28がオンし、ビット線対BL
1,バーBL1〜BLn,バーBLnが電源VDDによっ
てプリチャージされる。
【0053】ビット信号A1〜A5はクロック信号CL
Kの立ち下がりエッジに同期してFF30a〜30eに
保持され、ビット信号PA1〜PA5として出力され
る。そのため、すべての出力信号SG1〜SG5が
「0」となり、図5に示すようにプリチャージ信号PR
がLレベルとなる。その結果、トランジスタ26〜28
がオフし、ビット線対BL1,バーBL1〜BLn,バ
ーBLnのプリチャージが終了する。
【0054】選択されたセルCのデータに基づいてビッ
ト線対BL1,バーBL1の一方のビット線からそのビ
ット線に対応するトランジスタ及びインバータを介して
接地VSSに電流が流れ、そのビット線のレベルは低下し
接地VSSのレベルとなる。他方のビット線は電源VDDの
レベルに保持され、セルCのデータがビット線対BL
1,バーBL1に読み出される。
【0055】ビット線対BL1,バーBL1のデータは
出力線LC,バーLCを介してセンスアンプ17に転送
され、同アンプ17によって増幅されてリードデータR
Dとして出力される。
【0056】次に、アドレス信号ADがインクリメント
されると、クロック信号CLKの立ち上がりエッジに同
期してバッファ16にラッチされる。ビット信号A1〜
A5のレベルは変化せず、アドレス信号ADCが変化す
る。そのため、ワード線WL1が選択される。変化した
アドレス信号ADCに基づいてスイッチSa2,Sb2
がオンされ、ビット線対BL2,バーBL2が出力線対
LC,バーLCに接続される。それにより、ワード線W
L1及びビット線対BL2,バーBL2に接続されたセ
ルCが選択される。
【0057】このとき、アドレス信号ADRは変化して
いないため、ビット信号A1〜A5及びビット信号PA
1〜PA5は一致する。そのため、すべての出力信号S
G1〜SG5が「0」となり、図5に示すようにプリチ
ャージ信号PRはLレベルに保持され、ビット線対BL
1,バーBL1〜BLn,バーBLnはプリチャージさ
れない。
【0058】ところが、ビット線対BL2,バーBL2
〜BLn,バーBLnは1周期前の読み出し時に充電さ
れている。そのため、選択されたセルCのデータに基づ
いてビット線対BL2,バーBL2の一方のビット線の
レベルは低下して接地VSSのレベルとなる。他方のビッ
ト線は電源VDDのレベルに保持され、セルCのデータが
ビット線対BL2,バーBL2に読み出される。
【0059】ビット線対BL2,バーBL2のデータは
出力線LC,バーLCを介してセンスアンプ17に転送
され、同アンプ17によって増幅されてリードデータR
Dとして出力される。このデータの読み出しにおいてす
べてのビット線対のプリチャージが行われないため、リ
ードデータRDはプリチャージ時間だけ早く出力され
る。すなわち、リードデータRDはクロック信号CLK
の立ち上がりエッジにほぼ同期して出力される。
【0060】アドレス信号ADが順次インクリメントさ
れ、クロック信号CLKの立ち上がりエッジに同期して
バッファ16にラッチされる。ビット信号A1〜A5の
レベルが変化しなければ、ワード線WL1が選択され続
ける。変化したアドレス信号ADCに基づいてスイッチ
対Sa3,Sb3以降のスイッチ対が順次オンされ、ビ
ット線対BL3,バーBL3以降のビット線対が出力線
対LC,バーLCに接続される。それにより、ワード線
WL1及び選択されたビット線対に接続されているセル
Cが選択される。
【0061】アドレス信号ADRは変化していないた
め、図5に示すようにプリチャージ信号PRはLレベル
に保持され、ビット線対BL1,バーBL1〜BLn,
バーBLnはプリチャージされない。
【0062】ビット線対BL3,バーBL3以降のビッ
ト線対は先の読み出し時にプリチャージされて充電され
ている。そのため、選択されたセルCのデータが選択さ
れたビット線対に読み出され、出力線LC,バーLCを
介してセンスアンプ17に転送され、同アンプ17によ
って増幅されてリードデータRDとして出力される。
【0063】さらに、アドレス信号ADがインクリメン
トされると、アドレス信号ADRのビット信号A1及び
アドレス信号ADCが変化する。このとき、変化したア
ドレス信号ADRに基づいてワード線WL2が選択され
る。変化したアドレス信号ADCに基づいてスイッチS
a1,Sb1がオンされ、ビット線対BL1,バーBL
1が出力線対LC,バーLCに接続される。それによ
り、ワード線WL2及びビット線対BL1,バーBL1
に接続されたセルCが選択される。
【0064】アドレス信号ADRのビット信号A1が変
化したため、ビット信号A1がビット信号PA1と不一
致となり、出力信号SG1が「1」となる。そのため、
前記と同様にしてHレベルのプリチャージ信号PRが出
力され、ビット線対BL1,バーBL1〜BLn,バー
BLnが電源VDDによってプリチャージされる。
【0065】ビット信号A1〜A5はクロック信号CL
Kの立ち下がりエッジに同期してFF30a〜30eに
保持され、ビット信号PA1〜PA5として出力され
る。そのため、すべての出力信号SG1〜SG5が
「0」となり、プリチャージ信号PRがLレベルとなっ
てビット線対BL1,バーBL1〜BLn,バーBLn
のプリチャージが終了する。
【0066】選択されたセルCのデータが選択されたビ
ット線対に読み出され、出力線LC,バーLCを介して
センスアンプ17に転送され、同アンプ17によって増
幅されてリードデータRDとして出力される。
【0067】以後、アドレス信号ADが順次インクリメ
ントされると、前記と同様にして順次選択されるセルが
ビット線方向に変更され、そのセルのデータがセンスア
ンプ17によって増幅されてリードデータRDとして出
力される。
【0068】このように、本実施例のSRAM10では
先に選択されたワード線と次に選択されたワード線とが
異なるとき、ビット線対BL1,バーBL1〜BLn,
バーBLnをプリチャージする。先に選択されたワード
線と次に選択されたワード線とが一致しているときには
ビット線対BL1,バーBL1〜BLn,バーBLnを
プリチャージしなくて済む。そのため、SRAM10の
消費電力を低減することができ、ひいては同SRAM1
0を搭載したDSPの消費電力を低減することができ
る。そのため、アドレス信号ADをインクリメントする
ことによりプログラムデータが順次読み出されるメモリ
としてSRAM10を使用すれば、より消費電力を低減
することができる。
【0069】また、本実施例では選択されるワード線が
変化しない場合、ビット線対のプリチャージをしなくて
済む。そのため、同一ワード線に接続されている複数の
メモリセルCのデータを読み出す場合、2つ目以降のセ
ルのデータをプリチャージ時間だけ早く読み出すことが
でき、全体としてSRAM10の読み出し速度を高速化
することができる。
【0070】なお、前記実施例ではSRAM10に具体
化したが、複数のビット線を選択的にセンスアンプに接
続し、すべてのビット線をプリチャージするためのプリ
チャージ回路を備えた半導体記憶装置であれば、任意の
半導体記憶装置に実施してもよい。例えばダイナミック
RAM(DRAM)、ROM、EPROM等の半導体記
憶装置に具体化してもよい。
【0071】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明は、ワード
線が変化しないときにはビット線のプリチャージをなく
して消費電力を低減することができる。
【0072】また、本発明は、同一ワード線に接続され
ている複数のセルのデータを順次読み出す際に、読み出
し速度を高速化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理説明図である。
【図2】一実施例のSRAMを示すブロック図である。
【図3】図2のSRAMにおけるプリチャージ回路、メ
モリセルアレイ及びビット線選択回路を示す回路図であ
る。
【図4】図2のSRAMにおけるプリチャージ制御回路
を示す回路図である。
【図5】図2のSRAMにおける読み出し動作を示すタ
イムチャートである。
【図6】従来のSRAMを示すブロック図である。
【図7】図6のSRAMにおけるプリチャージ回路及び
メモリセルアレイを示す回路図である。
【図8】図6のSRAMにおける読み出し動作を示すタ
イムチャートである。
【符号の説明】
1 メモリセルアレイ 2 ワード線選択回路 3 ビット線選択回路 4 プリチャージ回路 5 プリチャージ制御回路 6,17 センスアンプ 14 ビット線選択回路としてのコラムスイッチ 15 ビット線選択回路としてのコラムデコーダ 20 プリチャージ制御回路 29 アドレスラッチ 30a〜30e フリップフロップ 31 検出回路 32a〜32e 排他的論理和回路(EOR回路) 33 出力回路としてのOR回路 A1〜A5 ビット信号 AD アドレス信号 ADC コラムアドレス信号 ADR ロウアドレス信号 BL1,バーBL1〜BLn,バーBLn ビット線対 C メモリセル PA1〜PA5 ビット信号 PR プリチャージ信号 SCD 選択信号 WL1〜WLm ワード線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 賢次 愛知県春日井市高蔵寺町二丁目1844番2 富士通ヴィエルエスアイ株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のワード線(WL)と、複数のビッ
    ト線(BL,バーBL)と、ワード線及びビット線に接
    続された複数のメモリセル(C)とを備え、選択された
    ワード線及び選択されたビット線に接続されたメモリセ
    ル(C)のデータが読み出されるメモリセルアレイ
    (1)と、 前記メモリセルアレイ(1)からのデータの読み出しに
    先立ち、複数の前記ビット線(BL,バーBL)をプリ
    チャージするためのプリチャージ回路(4)と、 前記メモリセルアレイ(1)から読み出されたデータを
    増幅するためのセンスアンプ(6)と、 アドレス信号(AD)に基づいて前記複数のワード線
    (WL)のいずれか1つを選択するワード線選択回路
    (2)と、 前記アドレス信号(AD)に基づいて前記複数のビット
    線(BL,バーBL)を選択的に前記センスアンプ
    (6)に接続するためのビット線選択回路(3)と、 前記アドレス信号(AD)の変化に基づいて、先に選択
    されたワード線と次に選択されたワード線とが不一致か
    否かを検出し、不一致であるときにのみ、前記すべての
    ビット線(BL,バーBL)のプリチャージが行われる
    ように前記プリチャージ回路(4)を制御するプリチャ
    ージ制御回路(5)とを備える半導体記憶装置。
  2. 【請求項2】 前記プリチャージ制御回路(20)は、
    先のアドレス信号におけるロウアドレス信号を保持して
    出力するアドレスラッチ(29)と、 次のアドレス信号におけるロウアドレス信号と前記アド
    レスラッチ(29)から出力されるロウアドレス信号と
    が不一致か否かを検出する検出回路(31)と、 前記検出回路(31)の検出結果が不一致であるとき、
    前記すべてのビット線(BL1,バーBL1〜BLn,
    バーBLn)がプリチャージされるように前記プリチャ
    ージ回路(12)を制御するためのプリチャージ信号
    (PR)を出力する出力回路(33)とを備える請求項
    1に記載の半導体記憶装置。
  3. 【請求項3】 前記アドレスラッチ(29)は先のロウ
    アドレス信号の複数のビット信号(A1〜A5)をそれ
    ぞれ保持してビット信号(PA1〜PA5)を出力する
    複数のフリップフロップ(30a〜30e)からなるこ
    とと、 前記検出回路(31)はロウアドレス信号の複数のビッ
    ト信号(A1〜A5)及び前記複数のフリップフロップ
    (30a〜30e)の複数のビット信号(PA1〜PA
    5)をそれぞれ入力する複数の排他的論理和回路(32
    a〜32e)からなることと、 前記出力回路は前記複数のEOR回路(32a〜32
    e)の出力信号を入力するOR回路(33)であること
    とからなる請求項1または2に記載の半導体記憶装置。
  4. 【請求項4】 前記複数のビット線は複数のビット線対
    (BL1,バーBL1〜BLn,バーBLn)からなる
    ことと、 前記各メモリセル(C)は各ビット線対(BL1,バー
    BL1〜BLn,バーBLn)に接続されていること
    と、 前記ビット線選択回路は、ビット線対(BL1,バーB
    L1〜BLn,バーBLn)を選択的に前記センスアン
    プ(17)に接続することと、 前記センスアンプ(17)は前記選択されたビット線対
    を介して読み出されたデータを増幅することとを備える
    請求項1〜4のいずれか一項に記載の半導体記憶装置。
  5. 【請求項5】 前記ビット線選択回路は前記アドレス信
    号(ADC)をデコードするコラムデコーダ(15)
    と、 前記コラムデコーダ(15)によってデコードされた選
    択信号(SCD)に基づいて前記ビット線対(BL1,
    バーBL1〜BLn,バーBLn)を前記センスアンプ
    (17)に接続するためのコラムスイッチ(14)とか
    らなる請求項1〜4のいずれか一項に記載の半導体記憶
    装置。
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