JPH09180470A - Semiconductor memory element and semiconductor memory device using it - Google Patents

Semiconductor memory element and semiconductor memory device using it

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JPH09180470A
JPH09180470A JP33515595A JP33515595A JPH09180470A JP H09180470 A JPH09180470 A JP H09180470A JP 33515595 A JP33515595 A JP 33515595A JP 33515595 A JP33515595 A JP 33515595A JP H09180470 A JPH09180470 A JP H09180470A
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JP
Japan
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bit line
node
line
semiconductor memory
data
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JP33515595A
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Japanese (ja)
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Toshiyuki Shono
敏之 庄野
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a semiconductor memory device in which a bit inversion processing operation is not required when data to be compared is input to a semiconductor element, which is simplified and miniaturized, whose processing time is shortened and whose processing capability is enhanced by a method wherein a circuit configuration is contrived. SOLUTION: In a semiconductor memory element 10, a node N1 on the side of a bit line B is connected to the gate of an N-type MOS transistor Q8 on the side of an inversion bit line I, and a node N2 on the side of the inversion bit line I is connected to the gate of an N-type MOS transistor Q7 on the side of the bit line B. In this manner, outputs on the side of the bit line and on the side of the inversion bit line at a fundamental circuit 11 are connected to an input on the side of an inversion bit line and to an input on the side of a bit line at a comparison and collation circuit part. Thereby, it is not required to perform a bit inversion processing operation, an inversion processing circuit or device is not required, a semiconductor memory device can be miniaturized, and its processing operation can be performed at high speed. In addition, since a current hardly flows to the gates of the transistors Q7, Q8, a stable operation can be maintained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、データの記憶に双
安定回路を利用し、記憶しているデータと入力されるデ
ータとの比較照合を行なう半導体記憶素子、及びそれを
使用した半導体記憶装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory device that utilizes a bistable circuit for storing data and compares and collates stored data with input data, and a semiconductor memory device using the same. Regarding

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、半導体記憶装置(以下、メモリ
ともいう)は、複数の半導体記憶素子(以下、メモリセ
ルともいう)により構成されたメモリセルアレイを有
し、アドレスとワードデータとを与えることにより、メ
モリセルアレイにワードデータを書き込み読み出す。ま
た、半導体記憶装置には、例えば(株)サイエンスフォ
ーラム発行、「超LSI総合辞典」(1988年)、第
861頁に記載されている連想メモリなどの応用メモリ
または機能メモリと呼ばれるメモリに属するものがあ
る。これらのメモリは、上述のワードデータの書き込み
読み出し機能に加えて、特定動作の機能を有するもので
ある。例えば連想メモリでは、CMOSスタティック型
のメモリセルにデータを比較するための比較照合回路を
付加することにより各半導体記憶素子を構成し、連想記
憶動作を行うためのデータの比較照合機能を有する。す
なわち、連想メモリは、入力した比較対象データとメモ
リ内部に記憶しているデータを比較し、それらのデータ
が互いに一致した場合に、当該データのメモリ内部での
アドレスを検出して出力する。
2. Description of the Related Art In general, a semiconductor memory device (hereinafter, also referred to as a memory) has a memory cell array composed of a plurality of semiconductor memory elements (hereinafter, also referred to as memory cells) and provides an address and word data. Thus, word data is written and read in the memory cell array. Further, the semiconductor memory device belongs to a memory called an application memory or a functional memory such as an associative memory described in, for example, "Ultra LSI Comprehensive Dictionary" (1988) published by Science Forum Co., Ltd., page 861. There is. These memories have a specific operation function in addition to the word data write / read function described above. For example, in an associative memory, each semiconductor memory element is configured by adding a comparison and collation circuit for comparing data to a CMOS static type memory cell, and has a data comparison and collation function for performing an associative memory operation. That is, the associative memory compares the input comparison target data with the data stored in the memory, and when the data match each other, detects the address of the data in the memory and outputs it.

【0003】また、連想メモリの具体例としては、CP
Uとメモリとの間に設けられ、マイクロプロセッサの仮
想記憶システムに用いられるキャッシュメモリがある。
このマイクロプロセッサの仮想記憶システムにおいて、
キャッシュメモリは所定の論理アドレスとその論理アド
レスで参照されるデータとを記憶している。そして、C
PUがある論理アドレス(仮想アドレス)にアクセスし
たときに、当該論理アドレスで参照されるデータがキャ
ッシュメモリ内に記憶されている場合は、キャッシュメ
モリは当該論理アドレスを検出してそのデータをCPU
に読み出す。また、そのデータがキャッシュメモリ内に
記憶されていない場合は、キャッシュメモリは当該論理
アドレスとそのデータとをメインメモリから読み出して
書き込む。このように、キャッシュメモリは、論理アド
レスで参照されるデータを記憶しているか否かを調べ
て、記憶している場合にそのデータの論理アドレスを検
出してデータを出力する。また、連想メモリは、上述の
仮想記憶システム以外に、画像や音声データの符号処理
システムにも用いられている。すなわち、連想メモリ
は、入力したデータのビットパターンと一致するデータ
のアドレスの検出に用いられている。
A concrete example of the associative memory is a CP.
There is a cache memory provided between the U and the memory and used for the virtual memory system of the microprocessor.
In the virtual memory system of this microprocessor,
The cache memory stores a predetermined logical address and data referred to by the logical address. And C
When the PU accesses a certain logical address (virtual address) and the data referred to by the logical address is stored in the cache memory, the cache memory detects the logical address and stores the data in the CPU.
Read out. If the data is not stored in the cache memory, the cache memory reads the logical address and the data from the main memory and writes the data. As described above, the cache memory checks whether or not the data referred to by the logical address is stored, and when the data is stored, detects the logical address of the data and outputs the data. Further, the associative memory is used not only in the virtual storage system described above but also in a code processing system for image and audio data. That is, the associative memory is used to detect the address of the data that matches the bit pattern of the input data.

【0004】以上のような連想メモリでは、入力したデ
ータと記憶しているデータとの比較照合の処理速度が、
仮想記憶システムや符号処理システムなどのマイクロプ
ロセッサの全体的な処理速度を決定するので、上記比較
照合の処理速度が高速であることが求められている。さ
らに、連想メモリの各半導体記憶素子は、上述したよう
に、CMOSスタティック型メモリセルに比較照合回路
を付加することで構成されるが、比較照合回路の規模が
大きいと、そのチップ面積が増加して製品のコストが上
がるため、前記比較照合回路を小さく構成することが求
められている。
In the associative memory as described above, the processing speed of comparison and collation between input data and stored data is
Since the overall processing speed of the microprocessor such as the virtual memory system or the code processing system is determined, it is required that the processing speed of the comparison and collation be high. Further, each semiconductor memory element of the associative memory is configured by adding a comparison and collation circuit to the CMOS static memory cell as described above, but if the scale of the comparison and collation circuit is large, the chip area increases. Therefore, the cost of the product is increased, so that it is required to make the comparison / collation circuit small.

【0005】ここで、図7を参照してデータの比較照合
機能を有する従来の半導体記憶素子について以下に説明
する。図7は、従来の半導体記憶素子の構成を示す回路
図である。図7において、半導体記憶素子40は、デー
タの記憶を行なう基本回路部41と、基本回路部41で
記憶しているデータと入力される比較対象データとの比
較照合を行なう比較照合回路部42とで構成されてい
る。
A conventional semiconductor memory device having a data comparison / collation function will be described below with reference to FIG. FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional semiconductor memory element. In FIG. 7, a semiconductor memory device 40 includes a basic circuit portion 41 for storing data, and a comparison and collation circuit portion 42 for comparing and collating the data stored in the basic circuit portion 41 with input comparison target data. It is composed of.

【0006】基本回路部41は、データを実質的に記憶
する双安定回路を構成した各2個のP型MOSトランジ
スタQ11、Q13とN型MOSトランジスタQ12、
Q14、及び前記双安定回路とビット線B及び反転ビッ
ト線Iとにそれぞれ接続されたN型MOSトランジスタ
Q15及びQ16で構成されている。尚、図7に示すよ
うに、P型MOSトランジスタQ11とN型MOSトラ
ンジスタQ12とで第1のインバータが構成され、P型
MOSトランジスタQ13とN型MOSトランジスタQ
14とで第2のインバータが構成されている。そして、
第1のインバータの出力・入力と第2のインバータの入
力・出力とをノードN11とノードN12とで相互に接
続することにより、上記双安定回路が構成されている。
このように構成された基本回路部41の双安定回路は、
動作マージンが広く、かつ少ない消費電流でデータを安
定して保持できる。また、N型MOSトランジスタQ1
5及びQ16の各ゲートには、ワード線Wが接続されて
いるので、ワード線Wが高電位の時、N型MOSトラン
ジスタQ15及びQ16は導通する。この際、半導体記
憶素子40は、双安定回路とビット線B及び反転ビット
線Iとの間で、データの書き込みまたは読み出し動作が
可能となる。
The basic circuit section 41 includes two P-type MOS transistors Q11, Q13 and an N-type MOS transistor Q12, each of which constitutes a bistable circuit for substantially storing data.
Q14, and N-type MOS transistors Q15 and Q16 connected to the bistable circuit and the bit line B and the inverted bit line I, respectively. Note that, as shown in FIG. 7, the P-type MOS transistor Q11 and the N-type MOS transistor Q12 form a first inverter, and the P-type MOS transistor Q13 and the N-type MOS transistor Q12.
A second inverter is constituted by 14 and. And
The bistable circuit is configured by connecting the output / input of the first inverter and the input / output of the second inverter to each other at the node N11 and the node N12.
The bistable circuit of the basic circuit portion 41 configured in this way is
Data can be stably held with a wide operating margin and low current consumption. In addition, the N-type MOS transistor Q1
Since the word line W is connected to the respective gates of 5 and Q16, when the word line W has a high potential, the N-type MOS transistors Q15 and Q16 become conductive. At this time, in the semiconductor memory element 40, data write or read operation can be performed between the bistable circuit and the bit line B and the inverted bit line I.

【0007】比較照合回路部42は、3個のN型MOS
トランジスタQ17、Q18及びQ19で構成されてい
る。詳細には、N型MOSトランジスタQ17において
は、ゲートがビット線Bに接続され、ドレインが基本回
路部41のビット線B側のノードN11に接続され、ソ
ースがノードN13に接続されている。また、N型MO
SトランジスタQ18においては、ゲートが反転ビット
線Iに接続され、ドレインが基本回路部41の反転ビッ
ト線I側のノードN12に接続され、ソースがノードN
13に接続されている。N型MOSトランジスタQ19
は、マッチ線Mの放電パスを構成するものであり、ゲー
トがノードN13に接続され、ソースが接地線に接続さ
れ、ドレインがマッチ線Mに接続されている。そして、
N型MOSトランジスタQ19が導通した場合に、マッ
チ線Mの電荷が接地線に放電され、データの比較照合結
果を得ることができる(詳細は後述)。
The comparison / collation circuit section 42 includes three N-type MOSs.
It is composed of transistors Q17, Q18 and Q19. Specifically, in the N-type MOS transistor Q17, the gate is connected to the bit line B, the drain is connected to the node N11 on the bit line B side of the basic circuit portion 41, and the source is connected to the node N13. Also, N-type MO
In the S transistor Q18, the gate is connected to the inverted bit line I, the drain is connected to the node N12 on the inverted bit line I side of the basic circuit portion 41, and the source is the node N.
13 is connected. N-type MOS transistor Q19
Represents a discharge path of the match line M, the gate of which is connected to the node N13, the source of which is connected to the ground line and the drain of which is connected to the match line M. And
When the N-type MOS transistor Q19 is turned on, the charge on the match line M is discharged to the ground line, and the comparison result of the data can be obtained (details will be described later).

【0008】次に、この半導体記憶素子40でのデータ
の比較照合動作について以下に説明する。尚、下記説明
においては、N型MOSトランジスタを基準として、活
性電位である高電位及び非活性電位である低電位をそれ
ぞれH及びLと略称する。まず、比較照合動作の期間に
おいて、基本回路部41とビット線B及び反転ビット線
Iとの間で、データの読み出し及び書き込みの動作を禁
止するために、ワード線WをLに設定してN型MOSト
ランジスタQ15及びQ16を非導通とする。次に、ビ
ット線Bと反転ビット線IをLに設定する。その結果、
比較照合回路部42において、N型MOSトランジスタ
Q19のゲートがLとなり、マッチ線Mの放電パスは遮
断される。そして、放電パスを遮断している間に、外部
に設けられた図示しないプリチャージ回路により、マッ
チ線Mに対して電荷を充電し、マッチ線MをHに設定す
る。続いて、比較対象データを図示しない算術回路及び
レジスタなどによりビット反転した後で、ビット線B及
び反転ビット線Iに当該ビット反転データを入力する。
つまり、比較対象データのビット値が1の場合ではビッ
ト線B及び反転ビット線IをそれぞれL及びHに設定
し、ビット値が0の場合ではビット線B及び反転ビット
線IをそれぞれH及びLに設定する(以下、ビット反転
処理という)。次に、比較照合回路部42において、基
本回路部41で記憶するデータと比較対象データとの比
較を行なう。上記2つのデータが一致する場合には、ノ
ードN13がLとなり、N型MOSトランジスタQ19
は非導通となる。そのことにより、マッチ線Mの放電パ
スは遮断され、マッチ線MはHに保たれる。尚、具体的
には、上記2つのデータの各ビット値が0で一致する場
合は、ノードN11がL、ノードN12がH、ビット線
BがH、及び反転ビット線IがLの場合である。また、
各ビット値が1で一致する場合は、ノードN11がH、
ノードN12がL、ビット線BがL、及び反転ビット線
IがHの場合である。逆に、上記2つのデータが一致し
ない場合には、ノードN13がHとなり、N型MOSト
ランジスタQ19は導通する。そのことにより、マッチ
線Mの放電パスが連通して、マッチ線Mの電荷は放電さ
れる。その結果、マッチ線MはLとなる。尚、具体的に
は、上記2つのデータの各ビット値が一致しない場合
は、ノードN11がL、ノードN12がH、ビット線B
がL、及び反転ビット線IがH、もしくはノードN11
がH、ノードN12がL、ビット線BがH、及び反転ビ
ット線IがLの場合である。
Next, the operation of comparing and collating data in the semiconductor memory element 40 will be described below. In the following description, a high potential that is an active potential and a low potential that is an inactive potential are abbreviated as H and L with reference to an N-type MOS transistor. First, in the period of the comparison and collation operation, the word line W is set to L and N is set to N in order to prohibit the data read and write operations between the basic circuit section 41 and the bit line B and the inverted bit line I. The type MOS transistors Q15 and Q16 are made non-conductive. Next, the bit line B and the inverted bit line I are set to L. as a result,
In the comparison / verification circuit section 42, the gate of the N-type MOS transistor Q19 becomes L, and the discharge path of the match line M is cut off. Then, while the discharge path is cut off, the match line M is charged by an unillustrated precharge circuit provided outside, and the match line M is set to H. Subsequently, the comparison target data is bit-inverted by an arithmetic circuit, a register and the like (not shown), and then the bit inversion data is input to the bit line B and the inversion bit line I.
That is, when the bit value of the comparison target data is 1, the bit line B and the inverted bit line I are set to L and H, respectively, and when the bit value is 0, the bit line B and the inverted bit line I are set to H and L, respectively. (Hereinafter referred to as bit inversion processing). Next, in the comparison / collation circuit section 42, the data stored in the basic circuit section 41 is compared with the comparison target data. When the above two data match, the node N13 becomes L and the N-type MOS transistor Q19
Becomes non-conductive. As a result, the discharge path of the match line M is cut off and the match line M is kept at H. Specifically, when the bit values of the above two data match with each other at 0, the node N11 is L, the node N12 is H, the bit line B is H, and the inverted bit line I is L. . Also,
When each bit value is 1 and coincides, the node N11 is H,
This is the case where the node N12 is L, the bit line B is L, and the inverted bit line I is H. Conversely, when the above two data do not match, the node N13 becomes H and the N-type MOS transistor Q19 becomes conductive. As a result, the discharge path of the match line M communicates, and the charge of the match line M is discharged. As a result, the match line M becomes L. Specifically, when the bit values of the above two data do not match, the node N11 is L, the node N12 is H, and the bit line B is
Is L and the inverted bit line I is H, or the node N11
Is H, the node N12 is L, the bit line B is H, and the inverted bit line I is L.

【0009】尚、上述の従来の連想メモリは、複数の半
導体記憶素子40を所定の配列で配置したメモリセルア
レイで構成されている。例えば2ビットで構成されたワ
ードデータを4つのアドレスでそれぞれ記憶する連想メ
モリでは、1つのアドレスを構成するメモリセルアレイ
が、1組のワード線Wとマッチ線Mとに2つの半導体記
憶素子40を接続することにより、構成されている。そ
して、比較対象データと記憶しているデータとの比較照
合をした場合、ワードデータを構成するビット値のうち
一方のビット値が不一致であれば、不一致の半導体記憶
素子40のN型MOSトランジスタQ19がオンして当
該マッチ線MがLとなる。また、そのことにより、比較
対象データと一致するデータのアドレスが検出される。
The conventional associative memory described above is composed of a memory cell array in which a plurality of semiconductor memory elements 40 are arranged in a predetermined arrangement. For example, in an associative memory that stores word data composed of 2 bits at four addresses, a memory cell array forming one address includes two semiconductor memory elements 40 in one set of word line W and match line M. It is configured by connecting. When the comparison target data and the stored data are compared and collated, if one of the bit values forming the word data does not match, the N-type MOS transistor Q19 of the mismatched semiconductor memory element 40 is detected. Is turned on and the match line M becomes L. Further, as a result, the address of the data that matches the comparison target data is detected.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上記の従来の半導体記
憶素子、及びそれを使用した半導体記憶装置では、比較
対象データの入力の際に、ビット反転処理を行なう必要
があった。そのため、算術回路及びレジスタなどをメモ
リセルアレイの外部に設ける必要があり、半導体記憶装
置を小型化できないという問題点があった。さらに、連
続したデータを入力して逐次比較を行なう場合では、ビ
ット反転処理に要する時間が大きなものとなり、処理全
体での単位時間当たりの処理能力が低下するという問題
点があった。特に、画像や音声データのビットパターン
の比較照合処理を行なう場合においては、一旦メモリ内
にデータを記憶して、そのデータをメモリ外部に読み出
した後でビット反転処理を行なう必要があった。そのた
め、本来の処理である比較照合処理以外に要する時間が
大きくなって、半導体記憶装置でのオーバヘッドが非常
に大きくなるという問題点があった。また、基本回路部
41に用いられるP型MOSトランジスタQ11及びQ
13、及びN型MOSトランジスタQ12、Q14、Q
15及びQ16のサイズに依存する増幅度の決定におい
ては、データの読み出し・書き込み動作の安定性につい
て考慮する必要があった。例えば、比較照合回路部42
を除いた基本回路部41における読み出し動作におい
て、ビット線Bに電荷が残留してビット線Bの電位が高
電位である時に、ノードN11から低電位のデータを読
み出すことができるように、アクセストランジスタであ
るQ15の増幅度を、プルダウントランジスタであるQ
12の増幅度に比較して小さくする必要があった。なお
かつ、その書き込み動作において、上述の双安定回路に
記憶されたデータが高電位の時に、ビット線Bからノー
ドN11に低電位を書き込むことができるように、アク
セストランジスタであるQ15の増幅度を、プルアップ
トランジスタであるQ11の増幅度に比較して大きくす
る必要があった。ところが、従来の半導体記憶素子40
では、ノードN11及びN12とN型MOSトランジス
タQ7及びQ8のドレインとがそれぞれ接続されている
ので、ノードN11及びN12とN型MOSトランジス
タQ7及びQ8とで電流パスがそれぞれ形成される。こ
のため、これらのトランジスタの動作も含めて安定した
動作を保証するように、トランジスタの増幅度の比を決
定する必要があった。このように、半導体記憶素子40
の設計が困難なものとなるという問題点があった。
In the above conventional semiconductor memory device and the semiconductor memory device using the same, it is necessary to perform bit inversion processing when inputting comparison target data. Therefore, it is necessary to provide an arithmetic circuit, a register, and the like outside the memory cell array, which causes a problem that the semiconductor memory device cannot be downsized. Further, when continuous data is input and successive comparison is performed, the time required for the bit inversion processing becomes long, and there is a problem that the processing capacity per unit time in the entire processing decreases. In particular, in the case of performing the comparison and collation processing of bit patterns of image and audio data, it is necessary to temporarily store the data in the memory, read the data outside the memory, and then perform the bit inversion processing. Therefore, there is a problem that the time required for other than the comparison and collation processing which is the original processing becomes long, and the overhead in the semiconductor memory device becomes very large. Further, the P-type MOS transistors Q11 and Q used in the basic circuit section 41 are also provided.
13, and N-type MOS transistors Q12, Q14, Q
In determining the amplification degree depending on the sizes of 15 and Q16, it was necessary to consider the stability of the data read / write operation. For example, the comparison and matching circuit unit 42
In the read operation in the basic circuit section 41 except for the above, the access transistor is configured so that the data of the low potential can be read from the node N11 when the charge remains on the bit line B and the potential of the bit line B is the high potential. Q15, which is a pull-down transistor,
It was necessary to make it smaller than the amplification degree of 12. In addition, in the write operation, when the data stored in the bistable circuit described above has a high potential, the amplification degree of the access transistor Q15 is set so that a low potential can be written from the bit line B to the node N11. It was necessary to increase the amplification degree as compared with the amplification degree of Q11 which is a pull-up transistor. However, the conventional semiconductor memory device 40
In this case, since the nodes N11 and N12 are connected to the drains of the N-type MOS transistors Q7 and Q8, respectively, current paths are formed by the nodes N11 and N12 and the N-type MOS transistors Q7 and Q8, respectively. Therefore, it is necessary to determine the amplification factor ratio of the transistors so as to ensure stable operation including the operation of these transistors. In this way, the semiconductor memory device 40
However, there is a problem that the design becomes difficult.

【0011】この発明は、以上のような問題点を解決す
るためになされたものであり、ビット反転処理を行なう
ことなく比較対象データを入力できる半導体記憶素子、
及びそれを使用した半導体記憶装置を提供することを目
的とする。また、この発明は、基本回路部と比較照合回
路部との間に形成される電流パスを考慮することなく、
P型及びN型MOSトランジスタの増幅度の決定を容易
に行なえる半導体記憶素子、及びそれを使用した半導体
記憶装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and is a semiconductor memory device capable of inputting comparison target data without performing bit inversion processing,
Another object of the present invention is to provide a semiconductor memory device using the same. Further, the present invention, without considering the current path formed between the basic circuit unit and the comparison and collation circuit unit,
It is an object of the present invention to provide a semiconductor memory element that can easily determine the amplification factors of P-type and N-type MOS transistors, and a semiconductor memory device using the same.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体記憶素子
または半導体記憶装置は、データを記憶している基本回
路部のビット線側の出力及び反転ビット線側の出力を、
比較照合回路部の反転ビット線側の入力及びビット線側
の入力にそれぞれ接続している。このように構成するこ
とにより、比較対象データをビット線及び反転ビット線
に入力する際に、ビット値及び反転ビット値を互いに反
転するビット反転処理を行う必要がなくなる。
According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor memory device or a semiconductor memory device, wherein a bit line side output and an inverted bit line side output of a basic circuit section storing data are provided.
It is connected to the input on the inverted bit line side and the input on the bit line side of the comparison and collation circuit unit, respectively. With this configuration, when inputting the comparison target data to the bit line and the inverted bit line, it is not necessary to perform the bit inversion process of inverting the bit value and the inverted bit value with each other.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明の半導体記憶素子では、第
1のインバータの出力を第2のインバータの入力に第1
のノードにより接続し、第2のインバータの出力を第1
のインバータの入力に第2のノードにより接続した双安
定回路と、前記第1のノードに接続され、前記第2のイ
ンバータの入力とビット線との間をワード線の電位によ
り開離する第1のスイッチ素子と、前記第2のノードに
接続され、前記第1のインバータの入力と反転ビット線
との間を前記ワード線の電位により開離する第2のスイ
ッチ素子とを有し、前記双安定回路でデータを記憶する
基本回路部と、前記ビット線と第3のノードとの間を前
記第2のノードの電位により開離する第3のスイッチ素
子と、前記反転ビット線と前記第3のノードとの間を前
記第1のノードの電位により開離する第4のスイッチ素
子と、マッチ線と接地線との間を前記第3のノードの電
位により開離する第5のスイッチ素子とを有し、前記基
本回路部で記憶するデータと前記ビット線及び前記反転
ビット線から入力されるデータとを比較する比較照合回
路部とを具備する。上記のように構成された半導体記憶
素子では、比較照合回路を構成するN型MOSトランジ
スタと基本回路部の双安定回路のビット線側の第1のノ
ードと反転ビット線側の第2のノードとを交差して接続
したことにより、比較対象データをビット反転せずその
ままビット線及び反転ビット線に導入する。比較照合回
路部のN型MOSトランジスタのゲートにはほとんど電
流が流れないので、半導体記憶素子は安定して動作す
る。さらに半導体記憶素子の設計時に、基本回路部と比
較照合回路部との間に形成される電流パスを考慮するこ
となく、P型及びN型MOSトランジスタの増幅度の決
定を容易に行える。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the semiconductor memory device of the present invention, the output of the first inverter is first input to the input of the second inverter.
Node of the second inverter and the output of the second inverter
A bistable circuit connected to the input of the second inverter by a second node, and a first bistable circuit connected to the first node and separating the input of the second inverter and the bit line by the potential of the word line. Switch element and a second switch element that is connected to the second node and that separates the input of the first inverter and the inverted bit line by the potential of the word line. A basic circuit portion that stores data in a stable circuit, a third switch element that separates between the bit line and the third node by the potential of the second node, the inverted bit line, and the third node. A fourth switch element that is separated from the node of the third node by the potential of the first node, and a fifth switch element that is separated from the match line and the ground line by the potential of the third node. Is stored in the basic circuit section. Comprising a comparator check circuit which compares the data inputted from the data and the bit line and the inverted bit line. In the semiconductor memory device configured as described above, the N-type MOS transistor forming the comparison and collation circuit, the first node on the bit line side and the second node on the inverted bit line side of the bistable circuit of the basic circuit portion are provided. The data to be compared is introduced to the bit line and the inverted bit line as they are without bit inversion by crossing and connecting. Since almost no current flows through the gate of the N-type MOS transistor of the comparison / collation circuit section, the semiconductor memory element operates stably. Further, when designing the semiconductor memory element, the amplification degree of the P-type and N-type MOS transistors can be easily determined without considering the current path formed between the basic circuit section and the comparison and verification circuit section.

【0014】本発明の半導体記憶装置は、第1のインバ
ータの出力を第2のインバータの入力に第1のノードに
より接続し、第2のインバータの出力を第1のインバー
タの入力に第2のノードにより接続した双安定回路と、
前記第1のノードに接続され、前記第2のインバータの
入力とビット線との間をワード線の電位により開離する
第1のスイッチ素子と、前記第2のノードに接続され、
前記第1のインバータの入力と反転ビット線との間を前
記ワード線の電位により開離する第2のスイッチ素子と
を有し、前記双安定回路でデータを記憶する基本回路部
と、前記ビット線と第3のノードとの間を前記第2のノ
ードの電位により開離する第3のスイッチ素子と、前記
反転ビット線と前記第3のノードとの間を前記第1のノ
ードの電位により開離する第4のスイッチ素子と、マッ
チ線と接地線との間を前記第3のノードの電位により開
離する第5のスイッチ素子とを有し、前記基本回路部で
記憶するデータと前記ビット線及び前記反転ビット線か
ら入力されるデータとを比較する比較照合回路部とを備
えた複数個の半導体記憶素子を所定の配列に配置したメ
モリセルアレイを有する半導体記憶装置であって、前記
ワード線の電位を所定の電位に設定するワード線固定回
路と、第1の期間に前記ビット線及び前記反転ビット線
の電位を所定の電位に設定し、第2の期間に前記ビット
線及び前記反転ビット線にデータを入力するデータ入力
回路と、前記第1の期間に前記マッチ線を所定の電位に
設定するマッチ線プリチャージ回路と、前記第2の期間
に前記マッチ線の電位を符号化してアドレスを生成する
アドレス変換回路と、を有する。上記のように構成され
た半導体記憶装置では、比較対象データをビット反転処
理して入力する必要がないので算術回路及びレジスタな
どを設ける必要がない。
In the semiconductor memory device of the present invention, the output of the first inverter is connected to the input of the second inverter by the first node, and the output of the second inverter is input to the input of the first inverter. A bistable circuit connected by nodes,
A first switch element that is connected to the first node and that separates an input of the second inverter and a bit line by a potential of a word line; and a first switch element that is connected to the second node,
A basic circuit section that stores a data in the bistable circuit, and a second switch element that opens between an input of the first inverter and an inverted bit line by a potential of the word line. A third switch element that separates the line from the third node by the potential of the second node, and the third switch element between the inverted bit line and the third node by the potential of the first node. A fourth switch element that is opened, and a fifth switch element that is opened between the match line and the ground line by the potential of the third node, and stores the data stored in the basic circuit section and the What is claimed is: 1. A semiconductor memory device comprising: a memory cell array having a plurality of semiconductor memory elements arranged in a predetermined array, the memory cell array comprising a bit line and a comparison / collation circuit section for comparing data input from the inverted bit line. The potential of the line A word line fixing circuit for setting a constant potential, a potential for the bit line and the inverted bit line set to a predetermined potential in a first period, and a data for the bit line and the inverted bit line in a second period. Data input circuit, a match line precharge circuit that sets the match line to a predetermined potential during the first period, and an address by encoding the potential of the match line during the second period. An address conversion circuit. In the semiconductor memory device configured as described above, since it is not necessary to perform bit inversion processing on the comparison target data and input the data, it is not necessary to provide an arithmetic circuit and a register.

【0015】さらに、他の発明の半導体記憶装置は、前
記半導体記憶装置において、前記マッチ線の電位と前記
ワード線の電位の否定との論理積をとり、前記論理積の
結果を前記アドレス変換回路に出力するマッチ線変換回
路を備えたものである。上記のように構成された半導体
記憶装置では、マッチ線の電位とワード線の電位の否定
との論理積をとることにより、特定のアドレスがアドレ
ス変換回路から出力されるのを防止する。
Further, in the semiconductor memory device of another invention, in the semiconductor memory device, the logical product of the potential of the match line and the negation of the potential of the word line is obtained, and the result of the logical product is obtained by the address conversion circuit. It is provided with a match line conversion circuit for outputting to. In the semiconductor memory device configured as described above, a specific address is prevented from being output from the address conversion circuit by taking the logical product of the potential of the match line and the negation of the potential of the word line.

【0016】[0016]

【実施例】以下本発明の半導体記憶素子、及びそれを使
用した半導体記憶装置の好ましい実施例について図面を
参照して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A preferred embodiment of a semiconductor memory device of the present invention and a semiconductor memory device using the same will be described below with reference to the drawings.

【0017】《実施例1》図1は、本発明の実施例1で
ある半導体記憶素子の構成を示す回路図である。図1に
おいて、半導体記憶素子10は、データの記憶を行なう
基本回路部11と、基本回路部11で記憶しているデー
タと入力される比較対象データとの比較照合を行なう比
較照合回路部12とで構成されている。基本回路部11
は、データを実質的に記憶する双安定回路を構成した2
個のP型MOSトランジスタQ1、Q3、2個のN型M
OSトランジスタQ2、Q4、及び前記双安定回路とビ
ット線B及び反転ビット線Iとにそれぞれ接続されたN
型MOSトランジスタQ5及びQ6で構成されている。
そして、図1に示すように、P型MOSトランジスタQ
1とN型MOSトランジスタQ2とを相補的に接続する
ことにより、第1のインバータが構成されている。ま
た、P型MOSトランジスタQ3とN型MOSトランジ
スタQ4とを相補的に接続することにより、第2のイン
バータが構成されている。第1及び第2のインバータの
出力をノードN1及びN2で第2及び第1のインバータ
の入力にそれぞれ接続することにより、上記双安定回路
が構成されている。このように構成された半導体記憶素
子10は、動作マージンが広く、かつ少ない消費電流で
データを安定して保持できる。また、N型MOSトラン
ジスタQ5及びQ6は、スイッチ素子としてそれぞれ機
能するものであり、ワード線Wの電位により、ノードN
1とビット線Bとの導通状態及びノードN2と反転ビッ
ト線Iとの導通状態を制御する。例えば、ワード線Wが
高電位の時、N型MOSトランジスタQ5及びQ6の各
ゲートにはワード線Wが接続されているので、N型MO
SトランジスタQ5及びQ6は導通する。この際、半導
体記憶素子10は、双安定回路とビット線B及び反転ビ
ット線Iとの間で、データの書き込みまたは読み出し動
作が可能となる。
<< Embodiment 1 >> FIG. 1 is a circuit diagram showing a structure of a semiconductor memory device according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, a semiconductor memory device 10 includes a basic circuit section 11 for storing data, and a comparison / collation circuit section 12 for comparing and collating the data stored in the basic circuit section 11 with input comparison target data. It is composed of. Basic circuit section 11
Is a bistable circuit that stores data substantially 2
P-type MOS transistors Q1, Q3, 2 N-type M
N connected to the OS transistors Q2 and Q4 and the bistable circuit and the bit line B and the inverted bit line I, respectively.
Type MOS transistors Q5 and Q6.
Then, as shown in FIG. 1, a P-type MOS transistor Q
The first inverter is configured by connecting 1 and the N-type MOS transistor Q2 complementarily. A second inverter is formed by connecting the P-type MOS transistor Q3 and the N-type MOS transistor Q4 in a complementary manner. The bistable circuit is configured by connecting the outputs of the first and second inverters to the inputs of the second and first inverters at nodes N1 and N2, respectively. The semiconductor memory element 10 thus configured has a wide operation margin and can stably hold data with a small current consumption. The N-type MOS transistors Q5 and Q6 respectively function as switch elements, and depending on the potential of the word line W, the node N
It controls the conduction state between 1 and the bit line B and the conduction state between the node N2 and the inverted bit line I. For example, when the word line W is at a high potential, since the word line W is connected to the gates of the N-type MOS transistors Q5 and Q6, the N-type MO transistor is formed.
The S transistors Q5 and Q6 are conductive. At this time, in the semiconductor memory element 10, data write or read operation can be performed between the bistable circuit and the bit line B and the inverted bit line I.

【0018】比較照合回路部12は、3個のN型MOS
トランジスタQ7、Q8及びQ9で構成されている。詳
細には、ビット線B側の第1のN型MOSトランジスタ
Q7においては、ドレインがビット線Bに接続され、ゲ
ートが基本回路部11の反転ビット線I側のノードN2
に接続され、ソースがノードN3に接続されている。ま
た、反転ビット線I側の第2のN型MOSトランジスタ
Q8においては、ドレインが反転ビット線Iに接続さ
れ、ゲートが基本回路部11のビット線B側のノードN
1に接続され、ソースがノードN3に接続されている。
すなわち基本回路部11のノードN1が反転ビット線I
側のN型MOSトランジスタQ8のゲートに交叉的に接
続され、また同様にノードN2はビット線B側のN型M
OSトランジスタQ7のゲートに交叉的に接続されてい
る。N型MOSトランジスタQ9は、マッチ線Mの放電
パスを構成するものであり、ゲートがノードN3に接続
され、ソースが接地線に接続され、ドレインがマッチ線
Mに接続されている。そして、N型MOSトランジスタ
Q9が導通した場合に、マッチ線Mの電荷が接地線に放
電され、データの比較照合結果を得ることができる(詳
細は後述)。
The comparison / collation circuit section 12 includes three N-type MOSs.
It is composed of transistors Q7, Q8 and Q9. Specifically, in the first N-type MOS transistor Q7 on the bit line B side, the drain is connected to the bit line B, and the gate is the node N2 on the inverted bit line I side of the basic circuit section 11.
, And the source is connected to the node N3. In the second N-type MOS transistor Q8 on the inverted bit line I side, the drain is connected to the inverted bit line I, and the gate is the node N on the bit line B side of the basic circuit section 11.
1 and the source is connected to the node N3.
That is, the node N1 of the basic circuit section 11 is the inverted bit line I
Of the N-type MOS transistor Q8 on the side of the bit line B is connected to the gate of the N-type MOS transistor Q8 on the side of the bit line B.
The gates of the OS transistors Q7 are connected to each other. The N-type MOS transistor Q9 constitutes a discharge path of the match line M, and has a gate connected to the node N3, a source connected to the ground line, and a drain connected to the match line M. Then, when the N-type MOS transistor Q9 is turned on, the charge of the match line M is discharged to the ground line, and the comparison result of the data can be obtained (details will be described later).

【0019】次に、この半導体記憶素子10でのデータ
の比較照合動作について以下に説明する。尚、下記説明
においては、N型MOSトランジスタを基準として、活
性電位である高電位及び非活性電位である低電位をそれ
ぞれH及びLと略称する。まず、比較照合動作の期間に
おいて、基本回路部11とビット線B及び反転ビット線
Iとの間で、データの読み出し及び書き込みの動作を禁
止するために、ワード線WをLに設定してN型MOSト
ランジスタQ5及びQ6を非導通とする。次に、ビット
線Bと反転ビット線IをLに設定する。その結果、比較
照合回路部12において、基本回路部11で記憶してい
るデータにかかわらず、N型MOSトランジスタQ9の
ゲートがLとなり、マッチ線Mの放電パスは遮断され
る。そして、当該放電パスを遮断している間に、外部に
設けられた図示しないマッチ線プリチャージ回路によ
り、マッチ線Mに対して電荷を充電し、マッチ線MをH
に設定する。続いて、比較対象データをビット線B及び
反転ビット線Iに入力する。つまり、比較対象データの
ビット値が1の場合ではビット線B及び反転ビット線I
をそれぞれH及びLに設定し、ビット値が0の場合では
ビット線B及び反転ビット線IをそれぞれL及びHに設
定する。次に、比較照合回路部12において、基本回路
部11で記憶するデータと比較対象データとの比較を行
なう。上記2つのデータが一致する場合には、ノードN
3がLとなり、N型MOSトランジスタQ9は非導通と
なる。そのことにより、マッチ線Mの放電パスは遮断さ
れ、マッチ線MはHに保たれる。尚、具体的には、上記
2つのデータの各ビット値が0で一致する場合は、ノー
ドN1がL、ノードN2がH、ビット線BがL、及び反
転ビット線IがHの場合である。また、各ビット値が1
で一致する場合は、ノードN1がH、ノードN2がL、
ビット線BがH、及び反転ビット線IがLの場合であ
る。逆に、上記2つのデータが一致しない場合には、ノ
ードN3がHとなり、N型MOSトランジスタQ9は導
通する。そのことにより、マッチ線Mの放電パスが連通
して、マッチ線Mの電荷は放電される。その結果、マッ
チ線MはLとなる。尚、具体的には、上記2つのデータ
の各ビット値が一致しない場合は、ノードN1がL、ノ
ードN2がH、ビット線BがH、及び反転ビット線Iが
L、もしくはノードN1がH、ノードN2がL、ビット
線BがL、及び反転ビット線IがHの場合である。この
ように、本実施例の半導体記憶素子10では、マッチ線
Mの電位を検出することにより、比較照合結果を得るこ
とができる。
Next, the operation of comparing and collating data in the semiconductor memory device 10 will be described below. In the following description, a high potential that is an active potential and a low potential that is an inactive potential are abbreviated as H and L with reference to an N-type MOS transistor. First, in the comparison / verification operation period, the word line W is set to L and N is set to N in order to prohibit the data read and write operations between the basic circuit section 11 and the bit line B and the inverted bit line I. The type MOS transistors Q5 and Q6 are turned off. Next, the bit line B and the inverted bit line I are set to L. As a result, in the comparison and matching circuit unit 12, the gate of the N-type MOS transistor Q9 becomes L regardless of the data stored in the basic circuit unit 11, and the discharge path of the match line M is cut off. Then, while the discharge path is being cut off, the match line precharge circuit (not shown) provided externally charges the match line M to charge the match line M to H level.
Set to. Then, the comparison target data is input to the bit line B and the inverted bit line I. That is, when the bit value of the comparison target data is 1, the bit line B and the inverted bit line I
Are set to H and L, respectively, and when the bit value is 0, the bit line B and the inverted bit line I are set to L and H, respectively. Next, in the comparison / collation circuit unit 12, the data stored in the basic circuit unit 11 is compared with the comparison target data. If the above two data match, the node N
3 becomes L, and the N-type MOS transistor Q9 becomes non-conductive. As a result, the discharge path of the match line M is cut off and the match line M is kept at H. Specifically, when the bit values of the above two data match with each other at 0, the node N1 is L, the node N2 is H, the bit line B is L, and the inverted bit line I is H. . Also, each bit value is 1
, The node N1 is H, the node N2 is L,
This is the case where the bit line B is H and the inverted bit line I is L. Conversely, when the above two data do not match, the node N3 becomes H and the N-type MOS transistor Q9 becomes conductive. As a result, the discharge path of the match line M communicates, and the charge of the match line M is discharged. As a result, the match line M becomes L. Specifically, when the bit values of the two data do not match, the node N1 is L, the node N2 is H, the bit line B is H, and the inverted bit line I is L, or the node N1 is H. , The node N2 is L, the bit line B is L, and the inverted bit line I is H. As described above, in the semiconductor memory element 10 of the present embodiment, the comparison and collation result can be obtained by detecting the potential of the match line M.

【0020】以上のように、本実施例の半導体記憶素子
10によれば、ビット線B側のノードN1を反転ビット
I線側のN型MOSトランジスタQ8のゲートに、また
反転ビット線I側のノードN2をビット線B側のN型M
OSトランジスタQ7のゲートに、それぞれ接続してい
る。このため、比較対象データをビット線B及び反転ビ
ット線Iに入力する際に、従来例に示したようにビット
反転処理を行ってそれぞれ入力する必要がない。さら
に、N型MOSトランジスタQ7及びQ8のゲートには
ほとんど電流が流れないので、半導体記憶素子10は安
定した動作を行なうことができる。また、半導体記憶素
子10の設計時に、基本回路部11と比較照合回路部1
2との間に形成される電流パスを考慮することなく、P
型及びN型MOSトランジスタの増幅度の決定を容易に
行なえる。
As described above, according to the semiconductor memory device 10 of the present embodiment, the node N1 on the bit line B side is used as the gate of the N-type MOS transistor Q8 on the inverted bit I line side, and the node N1 on the inverted bit line I side is provided. The node N2 is an N-type M on the bit line B side
Each is connected to the gate of the OS transistor Q7. Therefore, when the comparison target data is input to the bit line B and the inverted bit line I, it is not necessary to perform the bit inversion process and input the data as in the conventional example. Furthermore, since almost no current flows through the gates of N-type MOS transistors Q7 and Q8, semiconductor memory element 10 can perform stable operation. Further, when designing the semiconductor memory device 10, the basic circuit section 11 and the comparison and collation circuit section 1 are
2 without considering the current path formed between
Type and N-type MOS transistor amplification can be easily determined.

【0021】《実施例2》図2は、本発明の実施例2で
ある半導体記憶装置の構成を示す回路図である。尚、本
実施例では説明の簡略化のため、例えば2ビットの4個
のワードデータを記憶する半導体記憶装置について、以
下に説明する。図2において、半導体記憶装置14は、
所定のワードデータを記憶するメモリセルアレイ21、
メモリセルアレイ21のアドレスを指定するための入力
アドレス信号ADをデコードするロウデコーダ22、入
力端子DIからメモリセルアレイ21にワードデータを
ビット単位に入力するデータ入力回路23及びメモリセ
ルアレイ21から出力端子DOにワードデータをビット
単位に出力するデータ入力回路24を有する。メモリセ
ルアレイ21では、2ビットのワードデータをそれぞれ
記憶する4段の半導体記憶素子列が、実施例1に示した
8個の半導体記憶素子10−1〜10−8を2ビット×
4ワードの配列に配置することにより、構成されてい
る。尚、各半導体記憶素子列には、それぞれ1つのアド
レスが付与される。データ入力回路23は、入力される
データのビット値及び反転ビット値と制御信号PCとの
論理積をそれぞれとる第1及び第2のゲート23b及び
23iを有する。第1及び第2のゲート23b及び23
iの各出力端は、各半導体記憶素子列の一方の半導体記
憶素子10−1、10−3、10−5及び10−7に接
続されたビット線B1及び反転ビット線I1にそれぞれ
接続されている。このように構成することにより、ビッ
ト線B1及び反転ビット線I1をLに設定することがで
き、後述のマッチ線M1〜M4をHで保持することがで
きる。データ出力回路24は、ビット線B1及び反転ビ
ット線I1に接続されて、その内部に設けられたセンス
アンプ28により、ビット線B1及び反転ビット線I1
の微少な電位差を増幅して出力する。尚、ビット線B1
及び反転ビット線I1は、制御信号WRにより、データ
入力回路23又はデータ出力回路24に接続される。ま
た、同様に、同一のデータ入力回路23及びデータ出力
回路24が、各半導体記憶素子列の他方の半導体記憶素
子10−2、10−4、10−6及び10−8に接続さ
れたビット線B2及び反転ビット線I2に接続される
(図示せず)。また、半導体記憶装置14には、ロウデ
コーダ22からの出力と制御信号MTとの論理積を半導
体記憶素子列毎(アドレス毎)にとるワード線固定回路
25が設けられている。このワード線固定回路25の出
力は、ワード線W1〜W4により、各半導体記憶素子列
のN型MOSトランジスタQ5、Q6(図1)のゲート
に接続される。このように構成することにより、半導体
記憶素子列毎に、データの読み出し及び書き込み動作を
禁止することができる。さらに、半導体記憶装置14
は、各半導体記憶素子列で記憶しているデータと比較対
象データとの比較照合結果を検出するマッチ線プリチャ
ージ回路26と、マッチ線プリチャージ回路26の出力
をアドレスにエンコードするアドレス変換回路27とを
有している。マッチ線プリチャージ回路26は、VDD
電源と各半導体記憶素子列毎に設けられた4つのP型M
OSトランジスタとで構成され、各半導体記憶素子列の
N型MOSトランジスタQ9(図1)のドレインにマッ
チ線M1〜M4により接続される。マッチ線プリチャー
ジ回路27には、マッチ線M1〜M4に接続された3つ
の論理和ゲートが設けられ、マッチ線M1〜M4の電荷
により3ビットのアドレスを出力端子MADに出力す
る。
<< Embodiment 2 >> FIG. 2 is a circuit diagram showing a structure of a semiconductor memory device according to a second embodiment of the present invention. In the present embodiment, for simplification of description, a semiconductor memory device that stores, for example, four 2-bit word data will be described below. In FIG. 2, the semiconductor memory device 14 is
A memory cell array 21 for storing predetermined word data,
A row decoder 22 for decoding an input address signal AD for designating an address of the memory cell array 21, a data input circuit 23 for inputting word data in bit units from the input terminal DI to the memory cell array 21, and a memory cell array 21 to an output terminal DO. It has a data input circuit 24 for outputting word data in bit units. In the memory cell array 21, a semiconductor memory element array of four stages for respectively storing 2-bit word data corresponds to the eight semiconductor memory elements 10-1 to 10-8 shown in the first embodiment by 2 bits ×.
It is configured by arranging in an array of 4 words. One address is assigned to each semiconductor memory element column. The data input circuit 23 has first and second gates 23b and 23i which take the logical product of the bit value and the inverted bit value of the input data and the control signal PC, respectively. First and second gates 23b and 23
Each output terminal of i is connected to the bit line B1 and the inverted bit line I1 connected to one of the semiconductor memory elements 10-1, 10-3, 10-5 and 10-7 of each semiconductor memory element column. There is. With this configuration, the bit line B1 and the inverted bit line I1 can be set to L, and the match lines M1 to M4 described below can be held at H. The data output circuit 24 is connected to the bit line B1 and the inverted bit line I1, and the sense amplifier 28 provided therein causes the bit line B1 and the inverted bit line I1.
The small potential difference of is amplified and output. The bit line B1
The inverted bit line I1 is connected to the data input circuit 23 or the data output circuit 24 by the control signal WR. Similarly, the same data input circuit 23 and data output circuit 24 are connected to the other semiconductor memory elements 10-2, 10-4, 10-6, and 10-8 of each semiconductor memory element column in a bit line. B2 and inverted bit line I2 are connected (not shown). Further, the semiconductor memory device 14 is provided with a word line fixing circuit 25 that takes a logical product of the output from the row decoder 22 and the control signal MT for each semiconductor memory element column (for each address). The output of the word line fixing circuit 25 is connected to the gates of the N-type MOS transistors Q5 and Q6 (FIG. 1) of each semiconductor memory element column by the word lines W1 to W4. With this configuration, it is possible to prohibit the data read and write operations for each semiconductor memory element column. Furthermore, the semiconductor memory device 14
Is a match line precharge circuit 26 that detects a comparison and collation result between the data stored in each semiconductor memory element column and the comparison target data, and an address conversion circuit 27 that encodes the output of the match line precharge circuit 26 into an address. And have. The match line precharge circuit 26 is VDD
Power supply and four P-type M provided for each semiconductor memory element array
It is composed of an OS transistor and is connected to the drain of the N-type MOS transistor Q9 (FIG. 1) of each semiconductor memory element column by match lines M1 to M4. The match line precharge circuit 27 is provided with three OR gates connected to the match lines M1 to M4, and outputs a 3-bit address to the output terminal MAD by the charges on the match lines M1 to M4.

【0022】次に、図3を参照して、半導体記憶装置1
4の比較照合動作を説明する。図3は、図2に示した半
導体記憶装置の比較照合動作での制御信号MT及びP
C、ワード線、ビット線、反転ビット線、及びマッチ線
の時間変化を示すタイムチャートである。図3に示すよ
うに、第1の期間において、各半導体記憶素子10−1
〜10−8でのデータの読み出し書き込み動作を禁止す
るために、制御信号MTをLに設定することにより、全
てのワード線W1〜W4をLに設定する。また、制御信
号PCをLに設定することにより、ビット線B1、B2
及び反転ビット線I1、I2はLに設定される。その結
果、各半導体記憶素子10−1〜10−8で記憶されて
いるデータにかかわらず、各半導体記憶素子10−1〜
10−8のN型MOSトランジスタQ9(図1)のゲー
トがLとなり、マッチ線M1〜M4の放電パスは遮断さ
れる。また、制御信号PCがLに設定されているので、
マッチ線プリチャージ回路26ではマッチ線M1〜M4
とVDD電源との間を導通するP型MOSトランジスタ
がオンして、マッチ線M1〜M4に電荷を充電し、マッ
チ線M1〜M4をHに設定する。
Next, referring to FIG. 3, the semiconductor memory device 1
The comparison and collation operation of No. 4 will be described. FIG. 3 shows control signals MT and P in the comparison and collation operation of the semiconductor memory device shown in FIG.
7 is a time chart showing changes over time of C, word lines, bit lines, inverted bit lines, and match lines. As shown in FIG. 3, in the first period, each semiconductor memory element 10-1
In order to prohibit the data read / write operation in 10-8, all the word lines W1 to W4 are set to L by setting the control signal MT to L. Further, by setting the control signal PC to L, the bit lines B1 and B2
The inverted bit lines I1 and I2 are set to L. As a result, regardless of the data stored in each of the semiconductor memory elements 10-1 to 10-8, each of the semiconductor memory elements 10-1 to 10-1
The gate of the N-type MOS transistor Q9 (FIG. 1) of 10-8 becomes L, and the discharge paths of the match lines M1 to M4 are cut off. Further, since the control signal PC is set to L,
In the match line precharge circuit 26, the match lines M1 to M4
The P-type MOS transistor that conducts between the power supply and the VDD power source is turned on, charges the match lines M1 to M4, and sets the match lines M1 to M4 to H.

【0023】次に、第2の期間において、制御信号PC
をHに設定し、入力端子DI(図2)から比較対象デー
タをビット単位に入力する。すなわち、ビット線B1、
B2にはデータの該当ビット値がそれぞれ入力され、反
転ビット線I1、I2には該当ビット値の反転ビット値
が入力される。本実施例の半導体記憶装置14では、ビ
ット反転処理を行なうことなく、比較対象データを入力
することができる。すなわち、入力データのビットの値
が1であればビット線B1、B2にH、反転ビット線I
1、I2にLを入力し、ビットの値が0であればビット
線B1、B2にL、反転ビット線I1、I2にHを入力
する。ビット線B1、B2及び反転ビット線I1、I2
の電位が確定すると、全ての半導体記憶素子10−1〜
10−8の比較照合回路部12(図1)において、比較
対象データとメモリセルに記憶しているデータとの比較
照合を行ない、その結果はそれぞれの半導体記憶素子1
0−1〜10−8のノードN3の電位に現れる。この各
半導体記憶素子10−1〜10−8での比較照合動作
は、実施例1の半導体記憶素子10と同一なので、その
説明は省略する。
Next, in the second period, the control signal PC
Is set to H, and the comparison target data is input in bit units from the input terminal DI (FIG. 2). That is, the bit line B1,
The corresponding bit value of the data is input to B2, and the inverted bit value of the corresponding bit value is input to the inverted bit lines I1 and I2. In the semiconductor memory device 14 of the present embodiment, the comparison target data can be input without performing the bit inversion process. That is, if the bit value of the input data is 1, H is set to the bit lines B1 and B2 and the inverted bit line I is set.
L is input to 1 and I2, and if the bit value is 0, L is input to the bit lines B1 and B2, and H is input to the inverted bit lines I1 and I2. Bit lines B1 and B2 and inverted bit lines I1 and I2
When the potential of is determined, all the semiconductor memory elements 10-1 to 10-1
In the comparison and collation circuit section 12 (FIG. 1) of 10-8, the comparison target data and the data stored in the memory cell are compared and collated, and the result is obtained for each semiconductor memory device 1.
It appears in the potential of the node N3 of 0-1 to 10-8. The comparison and collation operation in each of the semiconductor memory elements 10-1 to 10-8 is the same as that of the semiconductor memory element 10 of the first embodiment, and the description thereof will be omitted.

【0024】次に、各半導体記憶素子列でのデータ比較
照合動作を説明する。メモリセルアレイ21において、
半導体記憶素子列のトランジスタQ9は、上述したよう
に、同一のマッチ線M1〜M4に接続されている。それ
ゆえ、少なくともひとつの半導体記憶素子において不一
致がある場合は、その半導体記憶素子のノードN3の電
位はHとなり、その半導体記憶素子のN型MOSトラン
ジスタQ9はオンして当該マッチ線の放電パスは導通す
る。そのため、そのマッチ線の電位がLとなる。また、
全ての半導体記憶素子で一致する場合は、全ての半導体
記憶素子のノードN3の電位はLとなり、全ての半導体
記憶素子のN型MOSトランジスタQ9がオフしてマッ
チ線の放電パスが非導通となる。そのため、当該マッチ
線の電位はHに保持される。このように、比較対象デー
タと一致するデータを記憶する半導体記憶素子列のマッ
チ線のみがHとなる。そして、アドレス変換回路27に
おいて、マッチ線M1〜M4の値を入力し、一致するア
ドレスにエンコードして出力端子MADに3ビットのア
ドレスを出力する。例えば、下から2段目の半導体記憶
素子列に記憶されているデータと比較対象データとが一
致する場合は、マッチ線M2のみがHとなって、アドレ
ス変換回路27内の3つの論理和ゲートから”010”
のアドレスが出力される。
Next, the data comparing and collating operation in each semiconductor memory element array will be described. In the memory cell array 21,
The transistors Q9 in the semiconductor memory element array are connected to the same match lines M1 to M4 as described above. Therefore, when there is a mismatch in at least one semiconductor memory element, the potential of the node N3 of that semiconductor memory element becomes H, the N-type MOS transistor Q9 of that semiconductor memory element is turned on, and the discharge path of the match line is Conduct. Therefore, the potential of the match line becomes L. Also,
When all the semiconductor memory elements are matched, the potentials of the nodes N3 of all the semiconductor memory elements become L, the N-type MOS transistors Q9 of all the semiconductor memory elements are turned off, and the discharge paths of the match lines are turned off. . Therefore, the potential of the match line is held at H. In this way, only the match line of the semiconductor memory element row that stores the data that matches the comparison target data becomes H. Then, in the address conversion circuit 27, the values of the match lines M1 to M4 are input, encoded into a matching address, and a 3-bit address is output to the output terminal MAD. For example, when the data stored in the second semiconductor memory element row from the bottom and the comparison target data match, only the match line M2 becomes H, and the three OR gates in the address conversion circuit 27. From "010"
The address of is output.

【0025】以上のように、本実施例の半導体記憶装置
14によれば、比較対象データをビット反転処理を行な
うことなく、ビット線B1、B2及び反転ビット線I
1、I2に入力することができる。さらに、このことに
より、ビット反転処理に必要な算術回路及びレジスタな
どを省略することができ、半導体記憶装置を小型化する
ことができる。
As described above, according to the semiconductor memory device 14 of the present embodiment, the bit lines B1 and B2 and the inverted bit line I are processed without bit inversion processing of the comparison target data.
1, I2 can be input. In addition, this makes it possible to omit the arithmetic circuit, register, and the like required for the bit inversion process, and it is possible to downsize the semiconductor memory device.

【0026】《実施例3》図4は、本発明の実施例3で
ある半導体記憶装置15の構成を示す回路図である。半
導体記憶装置15の構成において、マッチ線変換回路3
2を設けた点以外は実施例2のものと全く同じであるの
で、それらの説明は省略する。実施例2との違いは、比
較照合結果を、マッチ線M1〜M4により直接アドレス
変換回路27に入力するのではなく、マッチ線変換回路
32を介して比較照合結果をアドレス変換回路27に入
力する点である。すなわち、図4に示すように、マッチ
線変換回路32は、半導体記憶素子列毎にマッチ線M1
〜M4の電位とワード線W1〜W4の電位の否定との論
理積をとる4つのゲート31で構成されている。このよ
うに構成することにより、半導体記憶装置15は、実施
例2のものと同様に、比較対象のデータをデータ入力回
路23を通して外部から入力することができる。さら
に、入力アドレス信号ADが指定する特定のアドレス記
憶されているワードデータを比較対象データとすること
ができる。
<< Third Embodiment >> FIG. 4 is a circuit diagram showing a structure of a semiconductor memory device 15 according to a third embodiment of the present invention. In the configuration of the semiconductor memory device 15, the match line conversion circuit 3
Since the second embodiment is exactly the same as the second embodiment except that it is provided, the description thereof will be omitted. The difference from the second embodiment is that the comparison and collation result is not directly input to the address conversion circuit 27 through the match lines M1 to M4, but the comparison and comparison result is input to the address conversion circuit 27 through the match line conversion circuit 32. It is a point. That is, as shown in FIG. 4, the match line conversion circuit 32 includes the match line M1 for each semiconductor memory element column.
.. M4 and the negation of the potentials of the word lines W1 to W4. With this configuration, the semiconductor memory device 15 can input the data to be compared from the outside through the data input circuit 23, as in the second embodiment. Further, word data stored at a specific address designated by the input address signal AD can be used as comparison target data.

【0027】以下に、入力アドレス信号ADが指定する
特定のアドレスで記憶されているワードデータを比較対
象データとする場合の比較照合動作を、図5を参照して
説明する。図5は、図4に示した半導体記憶装置の比較
照合動作での制御信号MT及びPC、ワード線、ビット
線、反転ビット線及びマッチ線の時間変化を示すタイム
チャートである。図5において、第1の期間は半導体記
憶装置15の比較照合動作の準備期間であり、実施例2
での図3の第1の期間と同一の動作が行なわれる。すな
わち、各半導体記憶素子10−1〜10−8でのデータ
の読み出し書込動作を禁止するために、制御信号MTを
Lに設定することにより、全てのワード線W1〜W4を
Lに設定する。また、制御信号PCをLに設定すること
により、ビット線B1、B2及び反転ビット線I1、I
2はLに設定される。その結果、各半導体記憶素子10
−1〜10−8で記憶されているデータにかかわらず、
各半導体記憶素子10−1〜10−8のN型MOSトラ
ンジスタQ9(図1)のゲートがLとなり、マッチ線M
1〜M4の放電パスは遮断される。また、制御信号PC
がLに設定されているので、マッチ線プリチャージ回路
26では、マッチ線M1〜M4とVDD電源との間を導
通するP型MOSトランジスタがオンして、マッチ線M
1〜M4に電荷を充電し、マッチ線M1〜M4をHに設
定する。
The comparison and collation operation when the word data stored at the specific address designated by the input address signal AD is the comparison target data will be described below with reference to FIG. FIG. 5 is a time chart showing changes with time of the control signals MT and PC, the word line, the bit line, the inverted bit line and the match line in the comparison and collation operation of the semiconductor memory device shown in FIG. In FIG. 5, the first period is a preparation period for the comparison and collation operation of the semiconductor memory device 15, and the second embodiment
The same operation as the first period in FIG. 3 in FIG. That is, all the word lines W1 to W4 are set to L by setting the control signal MT to L in order to prohibit the data read / write operation in each of the semiconductor memory elements 10-1 to 10-8. . Further, by setting the control signal PC to L, the bit lines B1 and B2 and the inverted bit lines I1 and I
2 is set to L. As a result, each semiconductor memory element 10
-1, regardless of the data stored in 10-8,
The gate of the N-type MOS transistor Q9 (FIG. 1) of each of the semiconductor memory elements 10-1 to 10-8 becomes L, and the match line M
The discharge paths 1 to M4 are cut off. Also, control signal PC
Is set to L, in the match line precharge circuit 26, the P-type MOS transistor that conducts between the match lines M1 to M4 and the VDD power supply is turned on to turn on the match line M.
1 to M4 are charged and the match lines M1 to M4 are set to H.

【0028】次に、第2の期間において、制御信号MT
をHに設定する。特定のアドレスを入力アドレス信号A
Dにより入力し、該当するワード線を活性化する。例え
ば、アドレス”100”を入力アドレス信号ADによ
り、ロウデコーダ22(図4)に入力した場合では、ワ
ード線W4のみがHとなり図4の下から4段目の半導体
記憶素子列の半導体素子10−7及び10−8(図1)
の各N型MOSトランジスタQ5、Q6がオンして、前
記半導体素子10−7及び10−8、ビット線B1、B
2及び反転ビット線I1、I2とが導通状態となる。そ
して、ビット線B1及びB2と反転ビット線I1及びI
2とを、制御信号WRによりデータ出力回路24(図
4)に接続すると、上記半導体素子10−7及び10−
8に記憶されているワードデータが比較対象データとし
て出力端子DOから読み出される。尚、残りのワード線
W1〜W3はLに設定されてままなので、これらのワー
ド線W1〜W3に接続されている半導体記憶素子列のワ
ードデータは変更されない。その後、全ての半導体記憶
素子列において、比較対象データと記憶しているワード
データの比較照合を行なう。
Next, in the second period, the control signal MT
To H. Input a specific address Address signal A
Input by D, and the corresponding word line is activated. For example, when the address "100" is input to the row decoder 22 (FIG. 4) by the input address signal AD, only the word line W4 becomes H and the semiconductor element 10 in the fourth semiconductor memory element column from the bottom in FIG. -7 and 10-8 (Fig. 1)
The respective N-type MOS transistors Q5 and Q6 are turned on to turn on the semiconductor elements 10-7 and 10-8, and the bit lines B1 and B.
2 and the inverted bit lines I1 and I2 are brought into conduction. Then, the bit lines B1 and B2 and the inverted bit lines I1 and I
2 is connected to the data output circuit 24 (FIG. 4) by the control signal WR, the semiconductor elements 10-7 and 10-
The word data stored in 8 is read from the output terminal DO as the comparison target data. Since the remaining word lines W1 to W3 are still set to L, the word data of the semiconductor memory element columns connected to these word lines W1 to W3 are not changed. After that, in all the semiconductor memory element arrays, the comparison target data and the stored word data are compared and collated.

【0029】この全ての半導体記憶素子列におけるデー
タの比較照合動作は、実施例2での図3の第2の期間と
同一の動作が行なわれる。すなわち、メモリセルアレイ
21において、半導体記憶素子列のN型MOSトランジ
スタQ9は、上述したように、同一のマッチ線M1〜M
4に接続されている。それゆえ、少なくとも一つの半導
体記憶素子において不一致がある場合は、その半導体記
憶素子のノードN3の電位はHとなり、その半導体記憶
素子のN型MOSトランジスタQ9はオンして当該マッ
チ線の放電パスが導通する。そのため、そのマッチ線の
電位がLとなる。また、全ての半導体記憶素子で一致す
る場合は、全ての半導体記憶素子のノードN3の電位は
Lとなり、全ての半導体記憶素子のN型MOSトランジ
スタQ9がオフしてマッチ線の放電パスが非導通とな
る。その結果、当該マッチ線の電位はHに保持される。
本実施例では、比較対象データがアドレス”100”で
参照される半導体記憶素子列に記憶されている。従っ
て、そのマッチ線M4は、一致を示すHとなる。しか
し、マッチ線M4は、マッチ線変換回路32において、
ワード線W4の否定とマッチ線M4の論理積演算が行わ
れ、その結果であるLがアドレス変換回路27に入力さ
れる。つまり、比較対象データを記憶するマッチ線M4
は、アドレス変換回路32において除外され、残りのマ
ッチ線M1〜M3に接続された半導体記憶素子列のう
ち、比較対象データと一致するデータを記憶するアドレ
スを、MADより出力することができる。
The operation of comparing and collating data in all the semiconductor memory element columns is the same as that in the second period of FIG. 3 in the second embodiment. That is, in the memory cell array 21, the N-type MOS transistors Q9 in the semiconductor memory element column are the same match lines M1 to M as described above.
4 is connected. Therefore, when there is a mismatch in at least one semiconductor memory element, the potential of the node N3 of that semiconductor memory element becomes H, the N-type MOS transistor Q9 of the semiconductor memory element is turned on, and the discharge path of the match line concerned is changed. Conduct. Therefore, the potential of the match line becomes L. Further, when all the semiconductor memory elements are matched, the potentials of the nodes N3 of all the semiconductor memory elements become L, the N-type MOS transistors Q9 of all the semiconductor memory elements are turned off, and the discharge paths of the match lines are non-conductive. Becomes As a result, the potential of the match line is held at H.
In the present embodiment, the comparison target data is stored in the semiconductor memory element column referenced by the address “100”. Therefore, the match line M4 becomes H indicating a match. However, in the match line conversion circuit 32, the match line M4 is
The logical product operation of the negation of the word line W4 and the match line M4 is performed, and the result L is input to the address conversion circuit 27. That is, the match line M4 that stores the comparison target data
Can be output from the MAD, which is excluded in the address conversion circuit 32 and stores the data that matches the comparison target data among the semiconductor memory element columns connected to the remaining match lines M1 to M3.

【0030】以上のように、本実施例の半導体記憶装置
15によれば、特定のアドレスで記憶されているワード
データを比較対象データとして、それ以外のアドレスに
記憶されているワードデータと比較照合することができ
る。
As described above, according to the semiconductor memory device 15 of the present embodiment, the word data stored at the specific address is used as the comparison target data, and the comparison is made with the word data stored at the other addresses. can do.

【0031】ここで、半導体記憶装置15を用いて、画
像や音声データの符号処理システムでの終端コードのビ
ットパターンの比較検索処理について、図6を参照して
説明する。図6は、図4に示した半導体記憶装置を用い
た終端コードのビットパターンの比較検索処理を説明す
る説明図である。尚、画像や音声データでは、ひとつの
符号のビット長が可変な符号で構成された可変長符号の
系列からなるワードデータが用いられている。これらの
符号は、あらかじめ定めた特徴的なビットパターンのワ
ードデータ終端コードで終端している。この可変長符号
系列を復号する際に、終端コードを認識してひとつの可
変長符号をとり出すため、終端コードの位置を検索する
必要がある。従来例では、可変長符号系列をシフトレジ
スタなどに入力して、終端コードのビットパターンと逐
次比較するなどの方法をとったため当該符号の終端位置
を求めるのに、符号長に依存したサイクル数の数サイク
ルの時間を要した。本実施例の半導体記憶装置15で
は、例えばメモリアルアレイ21(図4)の先頭アドレ
ス(”00000000”)に終端コードを格納し、符
号の長さが未知の可変長符号系列を先頭アドレスの次の
アドレスから順次後方へ格納する。この可変長符号の符
号長を明らかにするために、比較対象アドレスとして先
頭アドレスを指定する。そのことにより、データ出力回
路24からワードデータ”00110011”が出力さ
れ、このワードデータを比較対象データとして、メモリ
アルアレイ21内に記憶しているワードデータと比較照
合を行なう。その結果、一致アドレスがアドレス変換回
路27の出力端子MADから出力される。この一致アド
レスが入力した可変長符号の終端位置である。以上のよ
うに、本実施例の半導体記憶装置15を用いれば、画像
や音声データなどのビットパターンの比較検索処理に要
する時間を大幅に短縮することができる。
Now, referring to FIG. 6, a description will be given of the comparison / retrieval process of the bit pattern of the termination code in the code processing system for image and audio data using the semiconductor memory device 15. FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the comparison search processing of the bit pattern of the termination code using the semiconductor memory device shown in FIG. It should be noted that in image and audio data, word data composed of a series of variable-length codes composed of codes in which the bit length of one code is variable is used. These codes are terminated with a word data termination code having a predetermined characteristic bit pattern. When decoding this variable-length code sequence, the end code is recognized and one variable-length code is extracted, so it is necessary to search the position of the end code. In the conventional example, a variable-length code sequence is input to a shift register or the like and sequentially compared with the bit pattern of the termination code, so that the end position of the code is determined by the number of cycles depending on the code length. It took several cycles. In the semiconductor memory device 15 of this embodiment, for example, a termination code is stored in the head address (“00000000”) of the memorial array 21 (FIG. 4), and a variable length code sequence whose code length is unknown is stored next to the head address. The data is stored in order starting from the address. In order to clarify the code length of this variable length code, the start address is designated as the comparison target address. As a result, word data "00110011" is output from the data output circuit 24, and this word data is used as comparison target data to perform comparison and collation with the word data stored in the memorial array 21. As a result, the matching address is output from the output terminal MAD of the address conversion circuit 27. This matching address is the end position of the input variable length code. As described above, by using the semiconductor memory device 15 of the present embodiment, it is possible to significantly reduce the time required for the comparison search process of bit patterns such as image and audio data.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上のように、本発明の半導体記憶素子
によれば、ビット線側の第1のノードを比較照合回路部
の反転ビット線側のN型MOSトランジスタのゲート
に、また反転ビット線側の第2のノードを比較照合回路
部のビット線側のN型MOSトランジスタのゲートに、
それぞれ接続している。このため、ビット反転処理を行
なうことなく、比較対象データをビット線及び反転ビッ
ト線に入力できる。さらに、上述の比較照合回路部のN
型MOSトランジスタのゲートにはほとんど電流が流れ
ないので、半導体記憶素子は安定した動作を行うことが
できる。また、半導体記憶素子の設計時に、基本回路部
と比較照合回路部との間に形成される電流パスを考慮す
ることなく、P型及びN型MOSトランジスタの増幅度
の決定を容易に行なえる。
As described above, according to the semiconductor memory device of the present invention, the first node on the bit line side is used as the gate of the N-type MOS transistor on the inversion bit line side of the comparison and collation circuit section, and the inversion bit. The second node on the line side is connected to the gate of the N-type MOS transistor on the bit line side of the comparison / collation circuit section,
Each is connected. Therefore, the comparison target data can be input to the bit line and the inverted bit line without performing the bit inversion process. Furthermore, N of the above-mentioned comparison and matching circuit unit
Since almost no current flows through the gate of the MOS transistor, the semiconductor memory element can perform stable operation. In addition, when designing the semiconductor memory element, the amplification factors of the P-type and N-type MOS transistors can be easily determined without considering the current path formed between the basic circuit section and the comparison and verification circuit section.

【0033】本発明の半導体記憶装置によれば、比較対
象データをビット反転処理を行なうことなく、ビット線
及び反転ビット線に入力することができる。さらに、こ
のことにより、ビット反転処理に必要な算術回路及びレ
ジスタなどを省略することができ、半導体記憶装置を小
型化することができる。
According to the semiconductor memory device of the present invention, the comparison target data can be input to the bit line and the inverted bit line without performing the bit inversion process. In addition, this makes it possible to omit the arithmetic circuit, register, and the like required for the bit inversion process, and it is possible to downsize the semiconductor memory device.

【0034】また、本発明の半導体記憶装置によれば、
マッチ線の電位とワード線の電位の否定との論理積をと
ることにより、特定のアドレスで記憶されているワード
データを比較対象データとして、それ以外のアドレスに
記憶されているワードデータと比較照合することができ
る。
According to the semiconductor memory device of the present invention,
By taking the logical product of the potential of the match line and the negation of the potential of the word line, the word data stored at a specific address is used as the comparison target data and compared and compared with the word data stored at other addresses. can do.

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

【図1】この発明の実施例1である半導体記憶素子の構
成を示す回路図。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a semiconductor memory element that is Embodiment 1 of the present invention.

【図2】この発明の実施例2である半導体記憶装置の構
成を示す回路図。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a semiconductor memory device that is Embodiment 2 of the present invention.

【図3】図2に示した半導体記憶装置の比較照合動作で
の制御信号MT及びPC、ワード線、ビット線、反転ビ
ット線、及びマッチ線の時間変化を示すタイムチャー
ト。
3 is a time chart showing changes over time of control signals MT and PC, a word line, a bit line, an inverted bit line, and a match line in the comparison and collation operation of the semiconductor memory device shown in FIG.

【図4】この発明の実施例3である半導体記憶装置の構
成を示す回路図。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of a semiconductor memory device that is Embodiment 3 of the present invention.

【図5】図2に示した半導体記憶装置の比較照合動作で
の制御信号MT及びPC、ワード線、ビット線、反転ビ
ット線、及びマッチ線の時間変化を示すタイムチャー
ト。
5 is a time chart showing changes over time of control signals MT and PC, a word line, a bit line, an inverted bit line, and a match line in a comparison and collation operation of the semiconductor memory device shown in FIG.

【図6】図4に示した半導体記憶装置を用いた終端コー
ドのビットパターンの比較検索処理を説明する説明図。
6 is an explanatory diagram illustrating a comparison search process of a bit pattern of a termination code using the semiconductor memory device illustrated in FIG.

【図7】従来の半導体記憶素子の構成を示す回路図。FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional semiconductor memory element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

Q1、Q3 P型MOSトランジスタ Q2、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8 N型MOSトラ
ンジスタ N1 第1のノード N2 第2のノード N3 第3のノード B、B1、B2 ビット線 I、I1、I2 反転ビット線 W、W1、W2、W3、W4 ワード線 M、M1、M2、M3、M4 マッチ線 10 半導体記憶素子 11 基本回路部 12 比較照合回路部 14、15 半導体記憶装置 21 メモリセルアレイ 23 データ入力回路 25 ワード線固定回路 26 マッチ線プリチャージ回路 27 アドレス変換回路 32 マッチ線変換回路
Q1, Q3 P-type MOS transistor Q2, Q4, Q5, Q6, Q7, Q8 N-type MOS transistor N1 First node N2 Second node N3 Third node B, B1, B2 Bit line I, I1, I2 Inversion Bit line W, W1, W2, W3, W4 Word line M, M1, M2, M3, M4 Match line 10 Semiconductor memory element 11 Basic circuit section 12 Comparison and collation circuit section 14, 15 Semiconductor memory device 21 Memory cell array 23 Data input circuit 25 word line fixing circuit 26 match line precharge circuit 27 address conversion circuit 32 match line conversion circuit

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1のインバータの出力を第2のインバ
ータの入力に第1のノードにより接続し、第2のインバ
ータの出力を第1のインバータの入力に第2のノードに
より接続した双安定回路と、前記第1のノードに接続さ
れ、前記第2のインバータの入力とビット線との間をワ
ード線の電位により開離する第1のスイッチ素子と、前
記第2のノードに接続され、前記第1のインバータの入
力と反転ビット線との間を前記ワード線の電位により開
離する第2のスイッチ素子とを有し、前記双安定回路で
データを記憶する基本回路部と、 前記ビット線と第3のノードとの間を前記第2のノード
の電位により開離する第3のスイッチ素子と、前記反転
ビット線と前記第3のノードとの間を前記第1のノード
の電位により開離する第4のスイッチ素子と、マッチ線
と接地線との間を前記第3のノードの電位により開離す
る第5のスイッチ素子とを有し、前記基本回路部で記憶
するデータと前記ビット線及び前記反転ビット線から入
力されるデータとを比較する比較照合回路部と、 を具備することを特徴とする半導体記憶素子。
1. A bistable wherein the output of a first inverter is connected to the input of a second inverter by a first node and the output of a second inverter is connected to the input of a first inverter by a second node. A circuit, a first switch element connected to the first node and opening between an input of the second inverter and a bit line by a potential of a word line, and a first switch element connected to the second node, A basic circuit section that has a second switch element that opens between an input of the first inverter and an inverted bit line according to the potential of the word line, and stores the data in the bistable circuit; A third switch element that separates the line from the third node by the potential of the second node, and the third switch element between the inverted bit line and the third node by the potential of the first node. 4th switch element to open And a fifth switch element that separates between the match line and the ground line by the potential of the third node, and stores the data stored in the basic circuit section from the bit line and the inverted bit line. A semiconductor memory device comprising: a comparison / collation circuit unit for comparing input data.
【請求項2】 第1のインバータの出力を第2のインバ
ータの入力に第1のノードにより接続し、第2のインバ
ータの出力を第1のインバータの入力に第2のノードに
より接続した双安定回路と、前記第1のノードに接続さ
れ、前記第2のインバータの入力とビット線との間をワ
ード線の電位により開離する第1のスイッチ素子と、前
記第2のノードに接続され、前記第1のインバータの入
力と反転ビット線との間を前記ワード線の電位により開
離する第2のスイッチ素子とを有し、前記双安定回路で
データを記憶する基本回路部と、 前記ビット線と第3のノードとの間を前記第2のノード
の電位により開離する第3のスイッチ素子と、前記反転
ビット線と前記第3のノードとの間を前記第1のノード
の電位により開離する第4のスイッチ素子と、マッチ線
と接地線との間を前記第3のノードの電位により開離す
る第5のスイッチ素子とを有し、前記基本回路部で記憶
するデータと前記ビット線及び前記反転ビット線から入
力されるデータとを比較する比較照合回路部とを備えた
複数個の半導体記憶素子を所定の配列に配置したメモリ
セルアレイを有する半導体記憶装置であって、 前記ワード線の電位を所定の電位に設定するワード線固
定回路と、 第1の期間に前記ビット線及び前記反転ビット線の電位
を所定の電位に設定し、第2の期間に前記ビット線及び
前記反転ビット線にデータを入力するデータ入力回路
と、 前記第1の期間に前記マッチ線を所定の電位に設定する
マッチ線プリチャージ回路と、 前記第2の期間に前記マッチ線の電位を符号化してアド
レスを生成するアドレス変換回路と、 を具備することを特徴とする半導体記憶装置。
2. A bistable wherein the output of a first inverter is connected to the input of a second inverter by a first node and the output of a second inverter is connected to the input of a first inverter by a second node. A circuit, a first switch element connected to the first node and opening between an input of the second inverter and a bit line by a potential of a word line, and a first switch element connected to the second node, A basic circuit section that has a second switch element that opens between an input of the first inverter and an inverted bit line according to the potential of the word line, and stores the data in the bistable circuit; A third switch element that separates the line from the third node by the potential of the second node, and the third switch element between the inverted bit line and the third node by the potential of the first node. 4th switch element to open And a fifth switch element that separates between the match line and the ground line by the potential of the third node, and stores the data stored in the basic circuit section from the bit line and the inverted bit line. A semiconductor memory device having a memory cell array having a plurality of semiconductor memory elements arranged in a predetermined array, the semiconductor memory device having a comparison / collation circuit section for comparing input data, wherein a potential of the word line is set to a predetermined potential. A word line fixing circuit to be set, and data for setting the potentials of the bit line and the inverted bit line to a predetermined potential in the first period and inputting data to the bit line and the inverted bit line in the second period. An input circuit, a match line precharge circuit that sets the match line to a predetermined potential during the first period, and an add that generates an address by encoding the potential of the match line during the second period. The semiconductor memory device characterized by comprising: a scan conversion circuit.
【請求項3】 前記マッチ線の電位と前記ワード線の電
位の否定との論理積をとり、前記論理積の結果を前記ア
ドレス変換回路に出力するマッチ線変換回路を備えたこ
とを特徴とする請求項2に記載の半導体記憶装置。
3. A match line conversion circuit for calculating a logical product of the potential of the match line and the negation of the potential of the word line and outputting the result of the logical product to the address conversion circuit. The semiconductor memory device according to claim 2.
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