JPH08138380A - レジスタ - Google Patents

レジスタ

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Publication number
JPH08138380A
JPH08138380A JP6276257A JP27625794A JPH08138380A JP H08138380 A JPH08138380 A JP H08138380A JP 6276257 A JP6276257 A JP 6276257A JP 27625794 A JP27625794 A JP 27625794A JP H08138380 A JPH08138380 A JP H08138380A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bit line
data
flop
flip
register
Prior art date
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Pending
Application number
JP6276257A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshimasa Kawai
利昌 川合
Shoichi Ozaki
正一 尾崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Toshiba Electronic Device Solutions Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Microelectronics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Microelectronics Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP6276257A priority Critical patent/JPH08138380A/ja
Publication of JPH08138380A publication Critical patent/JPH08138380A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【構成】 本発明においては、従来用いられていた固定
値セルを物理的に削除し、その役割を、ビット線に接続
された電圧を反転して出力する電位反転手段14、15
と、レジスタセル12で行わせ、電力の無駄な消費とセ
ルへの貫通電流の防止及びレジスタの占有面積を削減し
た構成とする。 【効果】 本発明のゼロレジスタによれば、ビット線に
チャージされた電荷を無駄に消費することなく、また固
定値セルへの貫通電流を防ぐことができ、さらにワード
線の配線スペースや固定値セルのためのスペースを削減
することができ、チップ内におけるゼロレジスタの占有
面積を削減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は各種プロセッサに用いら
れるレジスタ、特にレジスタが保持するデータに関わら
ず固定値を出力するレジスタに関する。
【0002】
【従来の技術】従来の技術によるレジスタについて図2
及び図3を用いて説明する。尚、本発明はレジスタのう
ち、リードするとセル内のデータに関わらず固定値を出
力するレジスタについてのものであり、本明細書中にお
いてはこれをゼロレジスタと称する。通常このゼロレジ
スタは、ビット線をプリチャージするプリチャージ回路
と、固定値を出力する読み出し用の固定値セルと、読み
出し、書き込み用のレジスタセルがそれぞれビット線に
接続された構成よりなっている。
【0003】まず図2に示すゼロレジスタについて説明
する。このゼロレジスタは2ポート型のメモリーセルで
あり、出力A、/A(以下/Aは信号Aの反転信号を示
す。)は読み出し用のポート、入出力B、/Bは読み出
し及び書き込み用のポートであり、ビット線Aと/A、
Bと/Bはそれぞれ相補関係にある。
【0004】このゼロレジスタのプリチャージ回路21
は、ゲートがプリチャージ信号線PREに接続され、両
端が各ビット線と電源との間に接続されたPチャネル型
MOSトランジスタ間Q1 からQ4 と、ゲートがプリチ
ャージ信号線PREに接続され、両端が相補関係にある
ビット線間に接続されたPチャネル型MOSトランジス
タQ5 とQ6 とを有している。
【0005】このゼロレジスタの固定値セル22は、ゲ
ートがワード線WA1に接続され、一端がビット線Aまた
は/Aに接続され、他端がGNDまたは電源に接続され
たNチャネル型MOSトランジスタQ7 とQ8 と、ゲー
トがワード線WB1に接続され、一端がビット線Bまたは
/Bに接続され、他端がGNDまたは電源に接続された
Nチャネル型MOSトランジスタQ9 とQ10とを有して
いる。
【0006】このレジスタのレジスタセル23は、デー
タを保持するフリップフロップ24と、ゲートがワード
線WA2に接続され、一端がビット線Aまたは/Aに接続
され、他端がフリップフロップ24の正転または反転に
接続されたNチャネル型MOSトランジスタQ11とQ12
と、ゲートがワード線WB2に接続され、一端がビット線
Bまたは/Bに接続され、他端がフリップフロップ24
の正転または反転に接続されたNチャネル型MOSトラ
ンジスタQ13とQ14とを有している。
【0007】次に図2に示したゼロレジスタの動作につ
いて説明する。はじめにWB2がHiとなりQ13とQ14が
オンすることにより、読み出し及び書き込み用のビット
線Bと/Bより出力されたデータが、レジスタセル23
のフリップフロップ24に書き込みされ、フリップフロ
ップ24がデータを保持した状態となる。レジスタセル
23に保持されているデータを読み出す場合には、WA2
またはWB2がHiとなり、それぞれのビット線に、フリ
ップフロップ23が保持しているデータが出力される。
【0008】固定値セル22にアクセスしビット線に固
定値を出力させる場合には、読み込み動作の前に一定期
間プリチャージ回路21により、各ビット線がプリチャ
ージされた状態としておく。そして例えばWA1とWB1を
Hiとした場合には、Q7 からQ10はオンするのでビッ
ト線AとBにはLoを出力することができ、ビット線/
Aと/BにはHiを出力させることができる。またWA1
のみをHiとした場合には、ビット線AにはLoを、/
AにはHiを出力させることができる。またWB1のみを
Hiとした場合には、ビット線BにはLoを、/Bには
Hiを出力させることができる。
【0009】続いて図3に示すゼロレジスタについて説
明する。このゼロレジスタは3ポート型のメモリーセル
であり、AとBはそれぞれ独立した読み出し用のビット
線、Cと/Cは相補関係にある書き込み用のビット線で
ある。
【0010】このゼロレジスタのプリチャージ回路31
は、ゲートがプリチャージ信号線PREに接続され、一
端がビット線AまたはBに接続され、他端が電源に接続
されたPチャネル型MOSトランジスタQ1 とQ2 とを
有している。
【0011】このゼロレジスタの固定値セル32は、ゲ
ートがワード線WA1に接続され、一端がビット線Aに接
続され、他端がGNDに接続されたNチャネル型MOS
トランジスタQ3 と、ゲートがワード線WB1に接続さ
れ、一端がビット線Bに接続され他端が電源に接続され
たNチャネル型MOSトランジスタQ4 とを有してい
る。 このレジスタのレジスタセル33は、データを保
持するフリップフロップ34と、ゲートがワード線WC
に接続され、一端がビット線Cまたは/Cに接続され、
他端がフリップフロップ34の正転または反転に接続さ
れたNチャネル型MOSトランジスタQ5 とQ6 と、ゲ
ートがフリップフロップ34の正転または反転に接続さ
れ、一端がビット線AまたはBに接続されたNチャネル
型MOSトランジスタQ7 とQ8 と、ゲートがワード線
WA2またはWB2に接続され、一端がQ7 またはQ8 の他
方に接続され、他端がGNDに接続されたNチャネル型
MOSトランジスタQ9 とQ10と、ビット線Aの出力部
分に接続された、プリチャージを反転させるためのイン
バータ35を有している。
【0012】次に図3に示したゼロレジスタの動作につ
いて説明する。はじめにWC がHiとなりQ5 とQ6 が
オンすることにより、ビット線Bと/Bより出力された
データが、フリップフロップ34に書き込みされ、フリ
ップフロップ34がデータを保持した状態となる。レジ
スタセル33のデータを読み出す場合には、WA2または
WB2がHiとなり、ビット線AとBにフリップフロップ
34が保持しているデータに対応したデータが出力され
る。
【0013】固定値セル32にアクセスしビット線に固
定値を出力させる場合には、読み込み動作の前に一定期
間プリチャージ回路31により、各ビット線がプリチャ
ージされた状態としておく。次にWA1とWB1をHiとし
た場合には、Q3 とQ4 はオンするのでビット線Aに
は、Hiからインバータ35により反転されたLoを、
ビット線BにはLoを出力させることができる。また、
WA1のみをHiとした場合には、前述のようにAにはL
oを出力させることができ、WB1のみをHiとした場合
には、BにはLoを出力させることができる。
【0014】上記のようにゼロレジスタは、各ビット線
をプリチャージし所定のワード線を選択することによ
り、レジスタセルが保持しているデータの如何に関わら
ず、所定の固定値を出力させることができるものであ
る。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記に示
すゼロレジスタでは次に示す問題点がある。すなわち図
2に示すような回路では、レジスタセルに書き込みを行
う際に、ビット線Bからの出力がHiでWB1がHiの場
合は、Q9 がオンしているため固定値セルのGNDにビ
ット線Bからの貫通電流が流れてしまう。さらに、各ビ
ット線がチャージされた状態で、固定値セルにアクセス
を行うためにWA1またはWB2をHiとしQ7 とQ8 をオ
ンさせた場合、プリチャージされていたビット線AとB
の電位は固定値セルのGNDにディスチャージされてし
まうことになる。
【0016】また図2に示すような回路においては、図
1に示す回路のようにセル内のGNDにビット線から貫
通電流が流れるということはないが、各ビット線がプリ
チャージされた状態で、固定値セルにアクセスを行うた
めにWB1をHiとしQ4 をオンさせてた場合、プリチャ
ージされていたビット線Bの電位は固定値セルのGND
にディスチャージされてしまうことになる。
【0017】従って従来のゼロレジスタにおいては、ビ
ット線からセルへ流れる貫通電流や、プリチャージされ
たビット線がディスチャージされる等、電力を無駄に消
費してしまう場合があった。
【0018】本発明は上記の問題点を鑑み、ビット線か
らセルへ流れる貫通電流が生じることなく、またプリチ
ャージされたビット線の電位をゼロレジスタの出力とし
て利用することにより、電力の無駄な消費を抑制した低
電力で動作するゼロレジスタを提供することを目的とす
る。さらに固定値セルを物理的に削除し、固定値セルへ
のワード線及び固定値セルのためのスペースを削減し、
チップ内におけるゼロレジスタの占有面積を削減するこ
とを目的とする。
【0019】
【課題を解決するための手段】本発明のレジスタにおい
ては、上記の目的を達成するために、第一及び第二ビッ
ト線と、前記第一及び第二ビット線を所定の電位に充電
するプリチャージ回路と、所定のデータを保持するフリ
ップフロップと、前記フリップフロップに前記所定のデ
ータを入力するデータ入力手段と、前記フリップフロッ
プの一端にゲートが接続され一端が前記第一ビット線に
接続された第一トランジスタと、前記フリップフロップ
の一端にゲートが接続され一端が前記第二ビット線に接
続された第二トランジスタと、ゲートが第一ワード線に
接続され一端が前記第一トランジスタの他端に他端が所
定電位に接続された第三トランジスタと、ゲートが第二
ワード線に接続され一端が前記第二トランジスタの他端
に他端が所定電位に接続された第四トランジスタと、前
記第一及び第二ビット線に接続された電位を反転させる
電位反転手段とを有することを特徴とする。
【0020】
【作用】本発明のゼロレジスタによれば、ビット線にチ
ャージされた電荷を無駄に消費することなく、また固定
値セルへの貫通電流を防ぐことができ、さらにワード線
の配線スペースや固定値セルのためのスペースを削減す
ることができ、チップ内におけるゼロレジスタの占有面
積を削減することができる。
【0021】
【実施例】本発明の実施例について以下図1を参照して
説明する。本発明のゼロレジスタは3ポート型のメモリ
ーセルであり、AとBはそれぞれ独立したリード用のビ
ット線、Cと/Cは相補関係にあるライト用のビット線
である。
【0022】このゼロレジスタのプリチャージ回路11
は、ゲートがプリチャージ信号線PREに接続され、一
端がビット線AまたはBに接続され、他端が電源に接続
されたPチャネル型MOSトランジスタQ1 とQ2 とを
有している。
【0023】従来のゼロレジスタでは、プリチャージ回
路の次段に固定値セルを有しているが、本発明において
はこの固定値セルを物理的に削除し、レジスタセルとビ
ット線に接続されたインバータにその役目を追わせるも
のである。従ってプリチャージ回路の次段には、レジス
タセルが接続された構成となっている。
【0024】次に本発明におけるレジスタセル12の回
路の構成について説明する。このレジスタセル12はデ
ータを保持するフリップフロップ13と、ゲートがワー
ド線WC に接続され、一端がビット線Cに接続され、他
端がフリップフロップ13の正転に接続されたNチャネ
ル型MOSトランジスタQ3 と、ゲートがワード線WC
に接続され、一端がビット線/Cに接続され、他端がフ
リップフロップ13の反転に接続されたNチャネル型M
OSトランジスタQ4 と、ゲートがフリップフロップ1
3の正転に接続され、一端がビット線Aに接続されたN
チャネル型MOSトランジスタQ5 と、ゲートがフリッ
プフロップ13の正転に接続され、一端がビット線Bに
接続されたNチャネル型MOSトランジスタQ6 と、ゲ
ートがワード線WA に接続され、一端がQ5 の他端に接
続され、他端がGNDに接続されたNチャネル型MOS
トランジスタQ7 と、ゲートがワード線WB に接続さ
れ、一端がQ6 の他端に接続され、他端がGNDに接続
されたNチャネル型MOSトランジスタQ8 とを有して
いる。またビット線Aの出力端にはインバータ14が接
続され、ビット線Bの出力端にはインバータ15が接続
されている。
【0025】次に図1に示す本発明のゼロレジスタの動
作について説明する。はじめにWCがHiとなりQ3 と
Q4 がオンすることにより、ビット線Cと/Cより出力
されたデータが、フリップフロップ13に書き込みさ
れ、フリップフロップ13がデータを保持した状態とな
る。データの書き込みが終了した時点でWC の出力をL
oに戻す。
【0026】レジスタセルのデータを読み出す場合に
は、フリップフロップ13の正転がLoを保持している
場合は、Q5 とQ6 はオフするので、ビット線AとBに
はプリチャージされた状態のままとなるが、この出力は
インバータ14、15によって反転されLoが出力され
る。またフリップフロップ13の正転がHiを保持して
いる場合は、Q5 とQ6 はオンする。この際WA とWB
を任意に設定することにより、フリップフロップ13の
保持しているデータに対応したデータがビット線AとB
に出力される。
【0027】ビット線AとBにLoを出力させたい場
合、すなわち従来のゼロレジスタにおいては固定値セル
にアクセスを行って、ビット線に固定値を出力させる場
合には、本回路においては、いずれのワード線もHiと
せず、ビット線にチャージされた電位をインバータ1
4、Inv2 15によって反転させることにより、ビッ
ト線よりLoを出力させることができる。
【0028】すなわちビット線に固定値を出力する際に
は、従来ではビット線にチャージされていた電位を、ビ
ット線にLoを出力させるためにディスチャージしてい
たが、本発明による回路では、ビット線に固定値を出力
する際には、プリチャージによって蓄えられたビット線
の電荷を利用し、インバータの働きによりLoを出力さ
せることができるので、ビット線に蓄えられた電荷をG
NDに流すこと等がなく、無駄に消費することなく、ビ
ット線に固定値を出力することができる。
【0029】以上のように本発明によるゼロレジスタに
よれば、ビット線にチャージされた電荷を無駄に消費す
ることなく、ビット線に固定値を出力させることがで
き、さらに従来用いられていた固定値セルを物理的に排
除することができるので、従来問題となっていたレジス
タセルへの書き込み時に起こる固定値セルへ流れる貫通
電流も生じることがない。また固定値セルへのワード線
も必要なくなるため、ワード線の配線スペースや固定値
セルのためのスペースを削減することができ、ゼロレジ
スタの占有面積を削減することができる。
【0030】
【発明の効果】本発明のゼロレジスタによれば、ビット
線にチャージされた電荷を無駄に消費することなく、ま
た固定値セルへの貫通電流を防ぐことができ、さらにワ
ード線の配線スペースや固定値セルのためのスペースを
削減することができ、チップ内におけるゼロレジスタの
占有面積を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例のゼロレジスタ回路図。
【図2】従来のゼロレジスタ回路図。
【図3】従来のゼロレジスタ回路図。
【符号の説明】
11、21、31 プリチャージ回路 12、23、33 レジスタセル 13、24、34 フリップフロップ 14、15、35 インバータ 22、32 固定値セル

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ビット線と、 前記ビット線を所定の電位に充電するプリチャージ回路
    と、 所定のデータを保持するフリップフロップと、 前記フリップフロップに前記所定のデータを入力するデ
    ータ入力手段と、 前記フリップフロップの一端が保持するデータとワード
    線のデータに応じて前記ビット線に出力するデータ出力
    手段と、 前記ビット線の電位を反転させるための電位反転手段と
    を有することを特徴とするレジスタ。
  2. 【請求項2】 第一及び第二ビット線と、 前記第一及び第二ビット線を所定の電位に充電するプリ
    チャージ回路と、 所定のデータを保持するフリップフロップと、 前記フリップフロップに前記所定のデータを入力するデ
    ータ入力手段と、 前記フリップフロップの一端にゲートが接続され、一端
    が前記第一ビット線に接続された第一トランジスタと、 前記フリップフロップの一端にゲートが接続され、一端
    が前記第二ビット線に接続された第二トランジスタと、 ゲートが第一ワード線に接続され、一端が前記第一トラ
    ンジスタの他端に、他端が所定電位に接続された第三ト
    ランジスタと、 ゲートが第二ワード線に接続され、一端が前記第二トラ
    ンジスタの他端に、他端が所定電位に接続された第四ト
    ランジスタと、 前記第一及び第二ビット線に接続された電位を反転させ
    る電位反転手段とを有することを特徴とするレジスタ。
  3. 【請求項3】 データを出力するビット線と、 第一データを保持するフリップフロップと、 このフリップフロップに第一データを入力するデータ入
    力手段と、 前記フリップフロップの保持する前記第一データを前記
    ビット線に出力させるデータ出力手段と、 前記ビット線を所定電位に充電するプリチャージ回路
    と、 前記ビット線に固有の第三データを出力させる固定値出
    力手段とを有するレジスタにおいて、 前記ビット線は電位を反転させる電位反転手段を有し、
    前記ビット線の前記所定電位が反転された電位を前記第
    三データとして出力することを特徴とするレジスタ。
JP6276257A 1994-11-10 1994-11-10 レジスタ Pending JPH08138380A (ja)

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Legal Events

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Effective date: 20020108