JPH0834294B2 - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

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JPH0834294B2
JPH0834294B2 JP2310602A JP31060290A JPH0834294B2 JP H0834294 B2 JPH0834294 B2 JP H0834294B2 JP 2310602 A JP2310602 A JP 2310602A JP 31060290 A JP31060290 A JP 31060290A JP H0834294 B2 JPH0834294 B2 JP H0834294B2
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良樹 辻橋
尚 松本
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Mitsubishi Electric Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は半導体集積回路装置に関し、特に、メモリ
セルアレイと、所定数のメモリセル列毎に設けられた入
出力回路とを有するメモリを同一チップ内に複数搭載し
た半導体集積回路装置に関するものである。
〔従来の技術〕
第3図は従来のこの種の半導体集積回路装置(以下LS
Iともいう。)の一例として、2つのRAMを内蔵したLSI
を説明するための図であり、チップ上での各機能回路ブ
ロックのレイアウトを示している。
第3図において、1は略正方形のLSIチップで、該LSI
チップ1上には、第1及び第2の内蔵RAM3,4と、該各RA
M3,4からのデータに基づき演算を実行する演算実行部5
とが搭載され、この演算実行部5と上記各RAM3,4とはバ
ス配線6により接続されている。また上記LSIチップ1
の周辺部には、各辺に沿って複数のチップ周辺パッド2
が設けられている。
また、第4図は上記第2の内蔵RAM4における機能ブロ
ックのレイアウトの一例を示しており、ここでは、上記
内蔵RAM4は8ビット,64ワードの構成を取っている。
以下詳述すると、上記内蔵RAM4では、メモリセルを16
×16のマトリクス状に配列してなるメモリセルアレイ
を、列デコーダの両側にそれぞれ配置し、上記メモリセ
ルアレイにおけるメモリセル列の4列毎に、その一端側
にセンスアンプ及び入出力回路(I/O)を配置してい
る。この場合、各データの入出力ビット当たり、つまり
1つの入出力回路毎に4列16行のメモリセルが割当られ
ており、1データ入出力ビット当たりのメモリセル列数
(以下CPB:column per bitと略す)は4であり、RAM全
体としてのメモリセル列数は32、メモリセル行数は16で
ある。また、行デコーダは、上記両側のメモリセルアレ
イのセンスアンプ及び入出力回路に挟まれた領域に配置
され、アドレスデコーダは、上記メモリセルアレイの、
センプアンプとは反対側の一端側に配置されている。
また、第5図は上記第1の内蔵RAM3における機能ブロ
ックのレイアウトの一例を示しており、ここでは、上記
内蔵RAM3は2ビット,128ワードの構成を取っている。
すなわち、上記内蔵RAM3では、メモリセルを4×32の
マトリクス状に配列してなるメモリセルアレイを、列デ
コーダの両側にそれぞれ配置し、上記メモリセルアレイ
におけるメモリセル列の4列毎に、その一端側にセンス
アンプ及び入出力回路(I/O)を配置している。この場
合、各データの入出力ビット毎に4列32行のメモリセル
が割当られており、1データ入出力ビット当たりのメモ
リセル列数(以下CPB:column per bitと略す)は上記第
2のRAM4と同様4であり、RAM全体としてのメモリ列数
は8、メモリセル行数は32である。また、行デコーダ
は、上記両側のメモリセルアレイのセンスアンプ及び入
出力回路に挟まれた領域に配置され、アドレスデコーダ
は、上記メモリセルアレイの、センスアンプとは反対側
の一端側に配置されている。
またここでは、第1のRAM3と第2のRAM4を構成するメ
モリセルとして、同じ構造のものを用いている。
なお、上記説明では、内蔵RAMの構成の一例として、
8ビット,64ワード、2ビット,128ワードのものを挙げ
たが、一般的にはRAM全体の面積のうち大部分はメモリ
セルアレイが占めており、RAMの高さ即ちデータ入出力
端子が並んでいる辺に垂直方向の長さはメモリセルアレ
イの行数に比例し、RAMの幅即ちデータ入出力端子が並
んでいる辺に平行な方向の長さはメモリセルアレイの列
数に比例するということができる。
従って、上記LSIチップ1では、第1のRAM3が2ビッ
ト構成、第2のRAM4が8ビット構成であり、2つのRAM
3,4のCPBは等しいため、第1のRAM3のワード数と第2の
RAM4のワード数の差が大きい場合には第1のRAM3,第2
のRAM4の高さの差が大きくなっていた。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来の半導体集積回路装置は以上のように構成されて
おり、その内部に複数のメモリを内蔵する場合、1デー
タ入出力ビット当たりのメモリセル列数が同じであった
ため、LSI全体のフロアプランの自由度が低く、場合に
よっては素子や配線が何も置かれない広大な領域ができ
てしまい、LSI全体としての集積度が上がらないという
問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、LSIチップ上の、回路ブロックを配置する
ための領域を有効に利用することができ、これにより集
積度の高いメモリ内蔵半導体集積回路装置を得ることを
目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
この発明に係る半導体集積回路装置は、メモリセルを
マトリクス状に配列してなるメモリセルアレイと、上記
メモリセルアレイの所定数のメモリセル列毎に設けられ
た入出力回路とをそれぞれ有する第1及び第2のメモリ
を備え、上記第1及び第2のメモリを、その一方の行方
向及び列方向のいずれかの長さと、その他方の行方向及
び列方向のいずれかの長さの差が小さくなるよう、1つ
の入出力回路に対応するメモリセル列の数を、両者間で
異ならせた構造としたものである。
この発明に係る半導体集積回路装置は、複数のメモリ
セルをマトリクス状に配列してなるメモリセルアレイ
と、このメモリセルアレイの所定数のメモリセル列を1
組としてその各組毎にメモリセル列端部に配設され、対
応する組のメモリセル列のメモリセルとの間でデータの
授受を行う入出力回路とを有する第1のメモリを備える
とともに、複数のメモリセルを、その行数が上記第1の
メモリのものと同一となるようマトリクス状に配列して
なるメモリセルアレイと、このメモリセルアレイの、上
記第1のメモリにおける1組のメモリセル列の数とは異
なる数のメモリセル列を1組としてその各組毎にメモリ
セル列端部に配設され、対応するメモリセル列のメモリ
セルとの間でデータの授受を行う入出力回路とを有する
第2のメモリを備え、上記第1及び第2のメモリを、両
者の行方向が一致して両者の入出力回路が一列に並ぶよ
う、上記一致する行方向に並べて配置したものである。
この発明に係る半導体集積回路装置は、複数のメモリ
セルをマトリクス状に配列してなるメモリセルアレイ
と、このメモリセルアレイの所定数のメモリセル列を1
組としてその各組毎にメモリセル列端部に配設され、対
応する組のメモリセル列のメモリセルとの間でデータの
授受を行う入出力回路とを有する第1のメモリを備える
とともに、複数のメモリセルを、その行数が上記第1の
メモリのものと異なり、かつその列数が上記第1のメモ
リのものと同一となるようマトリクス状に配列してなる
メモリセルアレイと、このメモリセルアレイの、上記第
1のメモリにおける1組のメモリセル列の数とは異なる
数のメモリセル列を1組としてその各組毎にメモリセル
列端部に配設され、対応するメモリセル列のメモリセル
との間でデータの授受を行う入出力回路とを有する第2
のメモリを備え、上記第1及び第2のメモリは、両者の
列方向が一致して両者の入出力回路が対向して並ぶよ
う、上記一致する列方向に並べて配置したものである。
この発明は上記半導体集積回路装置において、上記並
んで配置されている第1及び第2のメモリに対向するよ
う配置され、該両メモリの入出力回路の入出力ノードに
バス配線を介して接続された、上記第1及び第2のメモ
リの入出力回路のデータに基づいて演算を実行する演算
実行部を備えたものである。
〔作用〕
この発明においては、第1及び第2のメモリを、その
一方の行方向及び列方向のいずれかの長さと、その他方
の行方向及び列方向のいずれかの長さの差が小さくなる
よう、1つの入出力回路に対応する,つまり1データ入
出力ビット当たりにおけるメモリセル列の数を、両者間
で異ならせた構造としたから、上記第1及び第2のメモ
リを並べて配置した場合の、その高さの差によるチップ
上での空きスペースを小さくすることができ、これによ
り回路素子の集積度を向上することができる。また上記
両メモリの一辺の長さが揃っているため、LSI全体レイ
アウトのフロアプランの自由度が高くなり、これによっ
ても、上記空きスペース,つまり素子や配線が何も置か
れない領域を削減することができる。
また、この発明においては、1データ入出力ビット当
たりにおけるメモリセル列の数を、第1及び第2のメモ
リ間で異ならせた構成に加えて、第1及び第2のメモリ
を、両者の行方向が一致して両者の入出力回路が一列に
並ぶよう、上記一致する行方向に並べて配置したので、
各メモリのデータ入出力ビット数が多い場合、配線パタ
ーンの引き回しが簡素化される等の利点があり、特に演
算実行部を上記両メモリに対向するよう配置したもので
は、配線長を短くすることができる。
また、この発明においては、1データ入出力ビット当
たりにおけるメモリセル列の数を、第1及び第2のメモ
リ間で異ならせた構成に加えて、上記第1及び第2のメ
モリを、両者の列方向が一致して両者の入出力回路が対
向して並ぶよう、上記一致する列方向に並べて配置した
ので、各メモリのデータ入出力ビット数が少ない場合、
LSIチップ上での占有面積を増大させることなく、メモ
リセルアレイの行数の増設によりメモリ容量を増大させ
ることができる。
〔実施例〕
以下、この発明の実施例を図について説明する。
第1図は本発明の第1の実施例によるメモリ内蔵LSI
チップを説明するための図であり、該LSIチップ上での
各機能回路ブロックのレイアウトを示している。図にお
いて、10は本実施例の長方形のメモリ内蔵LSIチップ
で、該LSIチップ10には、2ビット構成の第1のRAM13、
8ビット構成の第2のRAM4、及び演算実行部6が搭載さ
れている。
ここで、上記第1のRAM13は、第3図に示す第1のRAM
3のワード数〔128〕を変えることなく、メモリセルアレ
イの行数が第2のRAM4のものと等しくなるようCPB,つま
り1データ入出力ビット当たりのメモリセル列数を調整
してある。
具体的には、第1のRAM3のワード数が第2のRAM4のワ
ード数の2倍であるため、第1のRAM13のCPBは第2のRA
M4のCPBの2倍にしており、また第1のRAM13と第2のRA
M4を構成するメモリセルには、同じ構造のメモリセルを
用いており、このため2つのRAM13,4の高さが概ね等し
くなっている。
そして第1のRAM13及び第2のRAM4は、両者の行方向
が一致して両者の入出力回路(I/O)が一列に並ぶよ
う、上記一致する行方向に並べて配置してある。
このような構成の本実施例では、第1,第2のRAM13,4
を同一構成のメモリセルを用いて構成し、第1のRAM13
を、CPBが4である第2のRAM4のワード数の2倍のワー
ド数を確保しつつ、そのCPBを2倍にしたので、第1のR
AM13,第2のRAM4のメモリセルアレイ行数は等しくなっ
て、2つのRAM13,4の高さも概ね等しくなり、LSIチップ
全体としてみた場合、素子や配線が置かれない領域が少
なく集積度の高いレイアウトが得られる。
また、上記第1,第2のRAM13,4の高さが概ね等しいた
め、LSI全体をレイアウトのフロアプランの自由度が高
くなり、これによっても素子や配線が何も置かれない領
域を削減することができ、集積度の高い半導体集積回路
装置を得ることができる。
また、第1及び第2のRAM13,4を、両者の行方向が一
致して両者の入出力回路が一列に並ぶよう、上記一致す
る行方向に並べて配置しているので、上記RAMのデータ
入出力ビット数が多い場合、配線パターンの引き回しが
簡素化される等の利点があり、また演算実行部5を上記
両メモリに対向するよう配置しているため、配線長を短
くすることができる。
第2図は本発明の第2の実施例によるメモリ内蔵LSI
チップを説明するための図で、該LSIチップ上での各機
能回路ブロックのレイアウトを示している。図におい
て、20は本実施例の長方形のメモリ内蔵LSIチップで、
該LSIチップ20には、2ビット構成の第1のRAM13、4ビ
ット構成の第2のRAM24、及び演算実行部6が搭載され
ている。
ここで、上記第2のRAM24は、第3図に示す第2のRAM
4のメモリ容量を変えることなく、メモリセルアレイの
列数が第1のRAM13のものと等しくなるようCPB,つまり
1データ入出力ビット当たりのメモリセル列数を調整し
てある。
具体的には、8ビット構成の第2のRAM4のメモリ容量
〔メモリセル数:512〕を確保するため、4ビット構成の
第2のRAM24のCPBを、上記第2のRAM4のCPBの2倍にし
ており、また第1のRAM13と第2のRAM24を構成するメモ
リセルには、同じ構造のメモリセルを用いており、この
ため2つのRAM13,24の幅が概ね等しくなっている。
そして上記第1及び第2のRAM13,24を、両者の列方向
が一致して両者の入出力回路が対向して並ぶよう、上記
一致する列方向に並べて配置してある。
このような構成の第2の実施例では、第1,第2のRAM1
3,24を同一構成のメモリセルを用いて構成し、4ビット
構成の第2のRAM24を、8ビット構成の第2のRAM4のメ
モリ容量を確保しつつ、そのCPBを上記第2のRAM4の2
倍としたので、第1のRAM13,第2のRAM24のメモリセル
アレイ列数は等しくなって、2つのRAM13,24の幅も概ね
等しくなり、LSIチップ全体としてみた場合、素子や配
線が置かれない領域が少なく集積度の高い半導体集積回
路を得ることができる。
また、上記第1及び第2のRAM13,24を、両者の列方向
が一致して両者の入出力回路が対向して並ぶよう、上記
一致する列方向に並べて配置しているため、各メモリの
データ入出力ビット数が少ない場合、LSIチップ上での
占有面積を増大させることなく、メモリセルアレイの行
数の増設によりメモリ容量を増大させることができる。
なお、上記2つの実施例では、内蔵するメモリとして
RAMを用いた場合について述べたが、これはROM等の他の
メモリであってもよい。また内蔵するメモリの個数も2
個の場合についてのみ示したが、3個以上であってもよ
いし、メモリの高さまたは幅が等しくならなくとも、レ
イアウト上の効果は得られる。
〔発明の効果〕
以上のようにこの発明によれば、第1及び第2のメモ
リを、その一方の行方向及び列方向のいずれかの長さ
と、その他方の行方向及び列方向のいずれかの長さの差
が小さくなるよう、1つの入出力回路に対応する,つま
り1データ入出力ビット当たりにおけるメモリセル列の
数を、両者間で異ならせた構造としたので、上記第1及
び第2のメモリを並べて配置した場合の、その高さの差
によるチップ上での空きスペースを小さくすることがで
き、これにより集積度の高い半導体集積回路装置を得る
ことができる。
また、上記両メモリの一辺の長さが揃っているため、
LSI全体レイアウトのフロアプランの自由度が高くな
り、これによっても、上記空きスペース,つまり素子や
配線が何も置かれない領域を削減することができる効果
がある。
また、この発明によれば、上記半導体集積回路装置に
おいて、1データ入出力ビット当たりにおけるメモリセ
ル列の数を、第1及び第2のメモリ間で異ならせた構成
に加えて、第1及び第2のメモリを、両者の行方向が一
致して両者の入出力回路が一列に並ぶよう、上記一致す
る行方向に並べて配置したので、各メモリのデータ入出
力ビット数が多い場合、配線パターンの引き回しが簡素
化される等の利点があり、特に演算実行部を上記両メモ
リに対向するよう配置したものでは、配線長を短くする
ことができる効果がある。
また、この発明によれば、上記半導体集積回路装置に
おいて、1データ入出力ビット当たりにおけるメモリセ
ル列の数を、第1及び第2のメモリ間で異ならせた構成
に加えて、上記第1及び第2のメモリを、両者の列方向
が一致して両者の入出力回路が対向して並ぶよう、上記
一致する列方向に並べて配置したので、各メモリのデー
タ入出力ビット数が少ない場合、LSIチップ上での占有
面積を増大させることなく、メモリセルアレイの行数の
増設によりメモリ容量を増大させることができる効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例によるメモリ内蔵LSIチ
ップにおける各機能回路ブロックのレイアウトを示す
図、第2図は本発明の第2の実施例によるメモリ内蔵LS
Iチップにおける各機能回路ブロックのレイアウトを示
す図、第3図は従来のメモリ内蔵LSIチップにおける各
機能回路ブロックのレイアウトを示す図、第4図は従来
の8ビット構成の内蔵RAMにおける機能ブロックのレイ
アウトの一例を示す図、第5図は従来の2ビット構成の
内蔵RAMにおける機能ブロックのレイアウトの一例を示
す図である。 図において、2はチップ周辺パッド、3,13は第1の内蔵
RAM、4,24は第2の内蔵RAM、5は演算実行部、6はバス
配線、10,20は半導体集積回路装置(RAM内蔵のLSIチッ
プ)である。 なお、図中同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】メモリセルをマトリクス状に配列してなる
    メモリセルアレイと、上記メモリセルアレイの所定数の
    メモリセル列毎に設けられた入出力回路とをそれぞれ有
    する第1及び第2のメモリを備えた半導体集積回路装置
    において、 上記第1及び第2のメモリは、その一方の行方向及び列
    方向のいずれかの長さと、その他方の行方向及び列方向
    のいずれかの長さの差が小さくなるよう、1つの入出力
    回路に対応するメモリセル列の数を、両者間で異ならせ
    たものであることを特徴とする半導体集積回路装置。
  2. 【請求項2】複数のメモリセルをマトリクス状に配列し
    てなるメモリセルアレイと、このメモリセルアレイの所
    定数のメモリセル列を1組としてその各組毎にメモリセ
    ル列端部に配設され、対応する組のメモリセル列のメモ
    リセルとの間でデータの授受を行う入出力回路とを有す
    る第1のメモリと、 複数のメモリセルを、その行数が上記第1のメモリのも
    のと同一となるようマトリクス状に配列してなるメモリ
    セルアレイと、このメモリセルアレイの、上記第1のメ
    モリにおける1組のメモリセル列の数とは異なる数のメ
    モリセル列を1組としてその各組毎にメモリセル列端部
    に配設され、対応するメモリセル列のメモリセルとの間
    でデータの授受を行う入出力回路とを有する第2のメモ
    リとを備え、 上記第1及び第2のメモリは、両者の行方向が一致して
    両者の入出力回路が一列に並ぶよう、上記一致する行方
    向に並べて配置されていることを特徴とする半導体集積
    回路装置。
  3. 【請求項3】複数のメモリセルをマトリクス状に配列し
    てなるメモリセルアレイと、このメモリセルアレイの所
    定数のメモリセル列を1組としてその各組毎にメモリセ
    ル列端部に配設され、対応する組のメモリセル列のメモ
    リセルとの間でデータの授受を行う入出力回路とを有す
    る第1のメモリと、 複数のメモリセルを、その行数が上記第1のメモリのも
    のと異なり、かつその列数が上記第1のメモリのものと
    同一となるようマトリクス状に配列してなるメモリセル
    アレイと、このメモリセルアレイの、上記第1のメモリ
    における1組のメモリセル列の数とは異なる数のメモリ
    セル列を1組としてその各組毎にメモリセル列端部に配
    設され、対応するメモリセル列のメモリセルとの間でデ
    ータの授受を行う入出力回路とを有する第2のメモリと
    を備え、 上記第1及び第2のメモリは、両者の列方向が一致して
    両者の入出力回路が対向して並ぶよう、上記一致する列
    方向に並べて配置されていることを特徴とする半導体集
    積回路装置。
  4. 【請求項4】請求項2又は3記載の半導体集積回路装置
    において、 上記並んで配置されている第1及び第2のメモリに対向
    するよう配置され、該両メモリの入出力回路の入出力ノ
    ードにバス配線を介して接続された、上記第1及び第2
    のメモリの入出力回路のデータに基づいて演算を実行す
    る演算実行部を備えたことを特徴とする半導体集積回路
    装置。
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