JPH1027467A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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Publication number
JPH1027467A
JPH1027467A JP8183294A JP18329496A JPH1027467A JP H1027467 A JPH1027467 A JP H1027467A JP 8183294 A JP8183294 A JP 8183294A JP 18329496 A JP18329496 A JP 18329496A JP H1027467 A JPH1027467 A JP H1027467A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
input
data
output
shift register
circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP8183294A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazutoshi Inoue
和俊 井上
Masayuki Miyabayashi
正幸 宮林
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.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH1027467A publication Critical patent/JPH1027467A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve versatility by properly changing the number of bits of input/output data and the number of I/O while efficiently utilizing a shift regis ter in an input/output circuit. SOLUTION: This device is provided with a function circuit block 2 and an input circuit 4. The input circuit 4 is provided with a plurality of external input terminal (I1, etc.), a shift register 10 series/parallel-converting input data in the input circuit 4 comprises a plurality of unit shift registers 22 shifting successively input data in accordance with applying of a clock signal CKW, these are connected in series through an input switching means 24. Each input switching means 24 separates an input terminal (D terminal) of the unit shift register 22 of a post stage side from an output terminal (Q terminal) of the unit shift register 22 of a preceding stage in accordance with an input terminal selection signal (gr- a, etc.), and connects it to the external input terminal (I1, etc.). An output circuit 6 is properly provided with a plurality of output terminals (O1, etc.), with interval in accordance with the number of bits of output data.

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、例えばメモリやP
LA(Programmable Logic Array)等に併設される入出
力回路内でシフトレジスタの有効利用を図りながら、そ
のI/O数等を適宜変更できるようにして汎用性を高め
た半導体装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention
The present invention relates to a semiconductor device which has improved versatility by effectively changing the number of I / Os while effectively utilizing a shift register in an input / output circuit provided in an LA (Programmable Logic Array) or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】たとえば、各種半導体メモリにおいて、
そのメモリアレイ内では、通常、ワード線ごとにデータ
の書込みや読出しが行われるが、入出力データを並列デ
ータのまま取り扱うと入出力端子数が多くなりすぎて、
高集積化が図れない。このため、メモリアレイに併設さ
せた入出力回路内で、入力データをシフトレジスタで直
列−並列変換してメモリアレイ内に送り込み、逆に、出
力データは並列−直列変換後に出力回路から取り出すよ
うにしている。
2. Description of the Related Art For example, in various semiconductor memories,
In the memory array, data writing and reading are usually performed for each word line. However, if the input / output data is handled as parallel data, the number of input / output terminals becomes too large,
High integration cannot be achieved. For this reason, in the input / output circuit connected to the memory array, the input data is serial-parallel-converted by the shift register and sent into the memory array, and conversely, the output data is taken out from the output circuit after the parallel-serial conversion. ing.

【0003】一方、半導体メモリの高速化を目的とし
て、メモリアレイを所定のブロックに分割し、このブロ
ック単位でデータの書込みや読出しが行われる場合があ
る。この場合、入出力回路内では、複数の入出力データ
を同時に扱うことから、そのビット数に応じてシフトレ
ジスタの段数を予め決めておき、これを複数個用いて入
出力データの直並列変換が行なわれていた。
On the other hand, in order to increase the speed of a semiconductor memory, a memory array may be divided into predetermined blocks, and data may be written or read in units of these blocks. In this case, the input / output circuit handles a plurality of input / output data at the same time. Therefore, the number of stages of the shift register is determined in advance according to the number of bits, and the serial / parallel conversion of the input / output data is performed by using a plurality of shift registers. Was being done.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、この従来の半
導体装置では、個々のシフトレジスタの段数が固定であ
り、汎用品では、ある程度ビット数が異なるデータに対
応できるようにする必要があることから、入出力データ
のビット数に応じて、幾つもの製品ラインナップを予め
揃えておかなければならなかった。
However, in this conventional semiconductor device, the number of stages of each shift register is fixed, and a general-purpose product needs to be able to cope with data having a somewhat different number of bits. In accordance with the number of input / output data bits, several product lineups must be prepared in advance.

【0005】また、取り扱うデータのビット数やI/O
数が、設計段階或いは製品化後の使用途中で変更される
ことが予想される場合があった。この場合、シフトレジ
スタの段数を減らすことはできても、増やすことは不可
能であることから、予め想定される最大ビット数に合わ
せてシフトレジスタを構成するほかなかった。したがっ
て、場合によっては、シフトレジスタに使われない無駄
な領域が存在することとなっていた。かといって、予想
されるデータのビット数に応じて、複数種類のシフトレ
ジスタを用意するのでは、全く使われないシフトレジス
タが存在し、入出力回路全体の占有面積が大きくなり、
好ましくない。
Further, the number of bits of data to be handled and I / O
In some cases, the number was expected to change during the design stage or during use after commercialization. In this case, since the number of stages of the shift register can be reduced, but cannot be increased, the shift register has to be configured in accordance with the maximum number of bits assumed in advance. Therefore, in some cases, there is a useless area that is not used for the shift register. On the other hand, if a plurality of types of shift registers are prepared in accordance with the expected number of bits of data, some shift registers are not used at all, and the occupied area of the entire input / output circuit increases.
Not preferred.

【0006】本発明は、このような実情に鑑みてなさ
れ、メモリアレイ等の機能回路ブロックに併設される入
出力回路内で、シフトレジスタの有効利用を図りなが
ら、入出力データの大きさやI/O数を適宜変更できる
ようにして汎用性を高めた半導体装置を新たに提供する
ことを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such circumstances, and has been made in consideration of the size of input / output data and I / O data while effectively utilizing a shift register in an input / output circuit provided in a functional circuit block such as a memory array. It is an object of the present invention to newly provide a semiconductor device with improved versatility by allowing the number of O to be appropriately changed.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上述した従来技術の問題
点を解決し、上記目的を達成するために、本発明の半導
体装置では、単位セルをアレイ状に並べて構成された機
能回路ブロックに対し、直列データを入力し並列データ
に変換した後に出力する入力回路には、外部から直列デ
ータをそれぞれ入力可能な複数の外部入力端子が設けら
れている。また、入力回路内のシフトレジスタは、入力
データをクロック信号の印加に応じて順次シフトする複
数の単位シフトレジスタで構成され、これらが、入力切
換手段を介して直列接続されている。この各入力切換手
段は、その後段側の単位シフトレジスタの入力端子を、
入力端子選択信号に応じて、前段の単位シフトレジスタ
の出力端子から切り離し、当該接続点ごとに決められた
外部入力端子の何れかに接続させる。
In order to solve the above-mentioned problems of the prior art and achieve the above object, a semiconductor device according to the present invention employs a functional circuit block in which unit cells are arranged in an array. The input circuit that receives serial data and converts the data into parallel data and outputs the data is provided with a plurality of external input terminals to which serial data can be input from the outside. The shift register in the input circuit is composed of a plurality of unit shift registers for sequentially shifting input data in response to application of a clock signal, and these are connected in series via input switching means. Each of the input switching means connects the input terminal of the unit shift register on the subsequent stage to
In accordance with the input terminal selection signal, it is disconnected from the output terminal of the preceding unit shift register and connected to any of the external input terminals determined for each connection point.

【0008】すなわち、入力端子選択信号により、入力
データのビット数に応じて、どの入力切換手段を動作さ
せるかを制御すると、単位シフトレジスタの整数倍で、
各入力データごとに割り当てられるシフトレジスタの大
きさを拡張したり、縮小したりすることができる。これ
により使われない無駄なシフトレジスタ及びその領域を
極力低減し、その有効利用を図ることが可能となる。
That is, when an input terminal selection signal controls which input switching means is operated in accordance with the number of bits of input data, the input switching means is multiplied by an integral multiple of the unit shift register.
The size of the shift register assigned to each input data can be expanded or reduced. This makes it possible to minimize the useless shift register and its area that are not used, and to use the shift register effectively.

【0009】一方、出力回路に関しては、複数の出力端
子を、出力データのビット数に応じた間隔をおいて適宜
設け、どの出力端子を使用するかを利用者が選択すれ
ば、所望の出力データを得られるようにしている。以上
より、入力端子選択信号の内容を書き換えたり、選択す
る出力端子を変えることで、入出力データの大きさや入
出力回路のI/O数を適宜変更することが可能となる。
On the other hand, with respect to the output circuit, a plurality of output terminals are appropriately provided at intervals according to the number of bits of the output data, and if the user selects which output terminal is used, the desired output data can be obtained. To be able to obtain. As described above, the size of the input / output data and the number of I / Os of the input / output circuit can be appropriately changed by rewriting the content of the input terminal selection signal or changing the output terminal to be selected.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】本発明の半導体装置は、入力回路
と出力回路とを有し、これら入出力回路を介してディジ
タル情報を扱う機能回路ブロックとから構成される。機
能回路ブロックは、アレイ構成であれば、特に限定はな
い。たとえば、DRAMやSRAM等のメモリアレイで
あってもよいし、論理ゲートを組み合わせて所定機能を
もたせた論理アレイでもよい。論理アレイとしては、例
えば電気的にプログラムを行なうPLA(ProgrammedLog
ic Array)、或いはマスタスライスを用いてプロセス途
中でプログラムを行なう読出専用の論理アレイ等があ
る。さらに、機能回路ブロックというときに、これらメ
モリアレイや論理アレイ等の他に、その周辺回路(例え
ば、センスアンプ等)とを複合化した回路であってもよ
い。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A semiconductor device according to the present invention has an input circuit and an output circuit, and comprises a functional circuit block for handling digital information via these input / output circuits. The functional circuit block is not particularly limited as long as it has an array configuration. For example, it may be a memory array such as a DRAM or an SRAM, or a logic array having a predetermined function by combining logic gates. As a logic array, for example, a PLA (ProgrammedLog) for electrically programming
ic Array), or a read-only logical array that performs programming in the middle of a process using a master slice. Further, when referred to as a functional circuit block, in addition to the memory array and the logic array, a circuit in which peripheral circuits (for example, a sense amplifier or the like) are combined may be used.

【0011】以下、本発明をDRAMに適用した場合に
ついて、図面を参照しながら詳細に説明する。図1に
は、本実施形態に係わるDRAMの全体構成を示すブロ
ック図を示す。図中、符号2はDRAMのメモリアレイ
を示し、4は入力回路、6は出力回路をそれぞれ示す。
Hereinafter, a case where the present invention is applied to a DRAM will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a DRAM according to the present embodiment. In the figure, reference numeral 2 denotes a DRAM memory array, 4 denotes an input circuit, and 6 denotes an output circuit.

【0012】このDRAMのメモリアレイ2は、本発明
の機能回路ブロックに該当し、メモリセルを列方向に
(図では、縦方向)256個、行方向(図では、横方
向)に1024個だけマトリックス状に配列して構成さ
れている。このメモリアレイ2には、入力したアドレス
信号A0 〜A9 をデコードし、ワード線を適宜選択する
アドレスデコーダ8が接続されている。したがって、こ
のDRAMは、一度に行単位で256ビットのメモリセ
ルについてアクセスが可能である。
The memory array 2 of the DRAM corresponds to the functional circuit block of the present invention, and has 256 memory cells in the column direction (vertical direction in the figure) and 1024 memory cells in the row direction (horizontal direction in the figure). They are arranged in a matrix. The memory array 2 is connected to an address decoder 8 for decoding the input address signals A0 to A9 and appropriately selecting a word line. Therefore, this DRAM can access a memory cell of 256 bits at a time in a row unit.

【0013】このメモリアレイ2の入力ポート側には、
前記入力回路4が接続されており、この入力回路4は、
入力データ(直列データ)を並列データに変換した後に
出力する第1のシフトレジスタ10と、この第1のシフ
トレジスタ10からの並列データを一時記憶し、メモリ
アレイ2に出力するレジスタ12とから構成されてい
る。第1のシフトレジスタ10には、データを複数入力
できるように外部入力端子が複数本、設けられている。
本発明ではI/O数を可変としたことから、外部入力端
子の本数は、この半導体メモリの仕様に応じて最大I/
O数に決められている。具体的に、図1の例では、外部
入力端子I0 〜I15が16本設けられている。また、そ
の内部構成は、256個のD型フリップ・プロップ(D
FF)を直列接続させてあり、これにより256ビット
の入力データの直列−並列変換が可能である。
On the input port side of the memory array 2,
The input circuit 4 is connected, and the input circuit 4
It comprises a first shift register 10 which outputs after converting input data (serial data) into parallel data, and a register 12 which temporarily stores the parallel data from the first shift register 10 and outputs it to the memory array 2. Have been. The first shift register 10 is provided with a plurality of external input terminals so that a plurality of data can be input.
In the present invention, since the number of I / Os is made variable, the number of external input terminals is set to a maximum
O number is determined. Specifically, in the example of FIG. 1, 16 external input terminals I0 to I15 are provided. The internal configuration of the D-type flip-flops (D-type
FF) are connected in series, whereby serial-parallel conversion of 256-bit input data is possible.

【0014】これに対し、メモリアレイ2の出力ポート
側には、前記出力回路6が接続されており、この出力回
路6は、メモリアレイ2からの出力データ(並列デー
タ)を一時記憶するラッチ14と、このラッチ14から
の並列データを、直列データに変換する第2のシフトレ
ジスタ16とから構成されている。この第2のシフトレ
ジスタ16には、出力データを、そのビット数に応じて
直列データとして取り出せるように、外部出力端子O0
〜O15が16本設けられている。この外部出力端子の本
数も、上記外部入力端子と同様に、最大のI/O数に予
め決められている。この第2のシフトレジスタ16や前
記第1のシフトレジスタ10の構成やI/O数の変更に
ついては、更に後で詳述する。
On the other hand, the output circuit 6 is connected to the output port side of the memory array 2, and the output circuit 6 is provided with a latch 14 for temporarily storing output data (parallel data) from the memory array 2. And a second shift register 16 for converting the parallel data from the latch 14 into serial data. The second shift register 16 has an external output terminal O0 so that output data can be taken out as serial data in accordance with the number of bits.
OO15 are provided. The number of external output terminals is also determined in advance to the maximum number of I / Os, similarly to the external input terminals. The configuration of the second shift register 16 and the first shift register 10 and changes in the number of I / Os will be described later in detail.

【0015】その他、この半導体メモリには、アクセス
制御信号XCEと読み書き制御信号XWEを入力し、こ
れによりメモリアレイ2とラッチ14等との間のデータ
のやり取りを制御するクロック信号等を生成し、出力す
るクロックジェネレータ18と、前記入力回路4の外部
入力端子I0 〜I15のうちから、データ受付け可能な端
子の組を選択する入力端子選択信号(グループ信号gr
_a〜gr_e)を生成するピンセレクトデコーダ20
とが設けられている。
In addition, an access control signal XCE and a read / write control signal XWE are input to this semiconductor memory, thereby generating a clock signal and the like for controlling data exchange between the memory array 2 and the latch 14 and the like. An input terminal selection signal (group signal gr) for selecting a set of terminals capable of receiving data from the clock generator 18 to be output and the external input terminals I0 to I15 of the input circuit 4.
_A to gr_e)
Are provided.

【0016】図3には、この半導体メモリの入出力回路
の回路構成を詳示している。入力回路4には、前述した
ように、外部から入力データ(直列データ)をそれぞれ
入力可能な外部入力端子I0 〜I15が設けられている。
前記入力回路4を構成する第1のシフトレジスタ10
は、DFFを16個直列接続させたDFF列22を、更
に16個直列接続させ、合計256個のDFFから構成
されている。
FIG. 3 shows the circuit configuration of the input / output circuit of the semiconductor memory in detail. As described above, the input circuit 4 is provided with external input terminals I0 to I15 to which input data (serial data) can be input from the outside.
First shift register 10 constituting the input circuit 4
Is composed of a total of 256 DFFs by further connecting 16 DFF rows 22 in which 16 DFFs are connected in series.

【0017】このDFF列22の各接続点には、図3の
拡大図にも示すように、入力切換手段(セレクタ24)
が介在されている。この各セレクタ24は、そのA入力
端子が、それぞれ外部入力端子I0 〜I15の何れかに接
続されている。また、B入力端子には、前段のDFF列
22の出力が接続され、セレクトB端子には、入力端子
選択信号(図1のピンセレクトデコーダ20からのグル
ープ信号gr_a〜gr_e)の何れかが入力可能に接
続されている。そして、各セレクタ24の出力端子が、
図3に示すように、後段側のDFF列22を構成する初
段のDFF0 のD端子に接続されている。このように接
続された各セレクタ24は、グループ信号gr_a〜g
r_eに応じて、その後段側のDFF列22の入力端子
(DFF0 のD端子)を、前段側のDFF列22の出力
端子(DFF15のQ端子)から切り離し、対応する外部
入力端子I0 〜I15の何れか(図3では、I1 )に接続
させる働きがある。
As shown in the enlarged view of FIG. 3, input connection means (selector 24) is provided at each connection point of this DFF row 22.
Is interposed. Each selector 24 has its A input terminal connected to one of the external input terminals I0 to I15. The B input terminal is connected to the output of the preceding DFF row 22, and the select B terminal receives one of the input terminal selection signals (group signals gr_a to gr_e from the pin select decoder 20 in FIG. 1). Connected as possible. Then, the output terminal of each selector 24 is
As shown in FIG. 3, it is connected to the D terminal of the first stage DFF0 constituting the second stage DFF row 22. Each of the selectors 24 connected in this manner outputs the group signals gr_a to gr_g.
In accordance with r_e, the input terminal (D terminal of DFF0) of the subsequent DFF row 22 is disconnected from the output terminal (Q terminal of DFF15) of the preceding DFF row 22, and the corresponding external input terminals I0 to I15 are disconnected. It has a function of connecting to any one (I1 in FIG. 3).

【0018】第1のシフトレジスタ10を構成する25
6個のDFFのQ端子には、図2に示すように、レジス
タ12が接続されている。このレジスタ12は、基本的
には、上記各DFFのQ端子とメモリアレイ2との間
に、それぞれデータを一時記憶するための別のDFFを
接続させて構成されている。また、両DFF間には、書
込時のデータロード信号LDWで一斉にデータを転送す
るためのセレクタが介在させてある。なお、この場合の
各セレクタのA端子は、レジスタ12側のDFFの出力
に接続されている。これにより、セレクトB端子へLD
Wが入力されていないときに形成されているラッチルー
プが、LDWの入力時に遮断される。
25 constituting the first shift register 10
Registers 12 are connected to the Q terminals of the six DFFs as shown in FIG. The register 12 is basically configured by connecting another DFF for temporarily storing data between the Q terminal of each DFF and the memory array 2. Further, a selector for simultaneously transferring data with the data load signal LDW at the time of writing is interposed between the two DFFs. In this case, the A terminal of each selector is connected to the output of the DFF on the register 12 side. As a result, the LD is connected to the select B terminal.
The latch loop formed when W is not input is interrupted when LDW is input.

【0019】一方、出力回路6内では、ほぼ同様な構成
のラッチ14が設けられている。ただし、このラッチ1
4は、これを構成するDFFの出力側にセレクタが接続
されている。これにより、読出時のデータロード信号L
DRの印加タイミングでデータ転送が行なわれる。
On the other hand, in the output circuit 6, a latch 14 having a substantially similar configuration is provided. However, this latch 1
Reference numeral 4 indicates that a selector is connected to the output side of the DFF constituting the selector. Thereby, the data load signal L at the time of reading is
Data transfer is performed at the DR application timing.

【0020】このセレクタの出力側には、第2のシフト
レジスタ16が接続されている。すなわち、互いに直列
接続された256個のDFFの各D端子が、それぞれセ
レクタの出力端子に接続されており、このセレクタを介
してDFFが互いに直列に接続されている。本発明で
は、この第2のシフトレジスタ16の途中から、複数の
外部出力端子が取り出されている。本実施形態の場合、
この外部出力端子O0 〜O15は、前述した外部入力端子
I1 〜I15に対応して、同じ間隔で設けられている。す
なわち、各外部出力端子O0 〜O15は、入力回路4側と
同様、16段構成のDFF列22の初段のDFF0のQ
端子から取り出されている。
A second shift register 16 is connected to the output side of the selector. That is, each D terminal of the 256 DFFs connected in series is connected to the output terminal of the selector, and the DFFs are connected to each other in series via this selector. In the present invention, a plurality of external output terminals are taken out of the second shift register 16. In the case of this embodiment,
The external output terminals O0 to O15 are provided at the same interval corresponding to the above-mentioned external input terminals I1 to I15. That is, each of the external output terminals O0 to O15 is connected to the Q of the first stage DFF0 of the 16-stage DFF row 22 similarly to the input circuit 4 side.
Removed from terminal.

【0021】以上、説明してきた構成の入出力回路4,
6において、入力回路4側ののセレクタ24を選択的に
切り換えるグループ信号gr_a〜gr_eのステート
は、通常、入出力データのビット数にもとづいて、外部
入力端子I0 〜I15と外部出力端子O0 〜O15との組
(以下、両者を総称して外部入出力端子という)いずれ
を選択するかにより決められる。
The input / output circuit 4 having the configuration described above
In 6, the state of the group signals gr_a to gr_e for selectively switching the selector 24 on the input circuit 4 side is usually based on the number of bits of the input / output data and the external input terminals I0 to I15 and the external output terminals O0 to O15. (Hereinafter, both are collectively referred to as external input / output terminals).

【0022】図4は、本実施形態において選択すべき外
部入出力端子と、そのグループ分けとの関係をまとめた
ものである。ここで、I/O0 〜I/O15は、それぞれ
外部入出力端子I0 〜I15,O0 〜O15を示し、x1,
x2,x4,x8,x16の各数字は、I/O数を表し
ている。図中、I/O数がx1,x2,x4,x8,x
16と異なる場合に、選択すべきI/O0 〜I/O15の
欄に○印をつけている。そして、x16の場合のみ選択
されるI/Oをaグループ、x16,x8の場合に選択
されるI/Oをbグループといった具合に、選択される
態様でI/O0〜I/O15を5グループに分類してい
る。
FIG. 4 summarizes the relationship between external input / output terminals to be selected in this embodiment and their grouping. Here, I / O0 to I / O15 denote external input / output terminals I0 to I15 and O0 to O15, respectively.
Each number of x2, x4, x8, and x16 represents the number of I / O. In the figure, the number of I / Os is x1, x2, x4, x8, x
If it is different from 16, a circle is marked in the column of I / O0 to I / O15 to be selected. Then, I / Os selected only in the case of x16 are group a, I / Os selected in the case of x16 and x8 are group b, and so on. It is classified into.

【0023】図4に示すように、I/Oの選択に規則性
をもたせると、入力データのビット数の最高値を、DF
F列22を構成するDFF数の整数倍(この表では2
倍)で一律にステップアップできる。たとえば、全ての
外部入出力端子I/O0 〜I/O15が選択されたx16
の場合では、入力データのビット数は、DFF列22の
一個分、即ち16ビットまでであるが、x8の場合では
その倍の32ビットまで設定できる。同様に、入力デー
タのビット数を、x4では64ビットまで、x2では1
28ビットまで設定でき、更に外部入出力端子I0 ,O
0 のみ選択するx1の場合では、最高でメモリアレイ2
の一行分の256ビットのデータが入出力可能となる。
As shown in FIG. 4, if the I / O selection has regularity, the maximum value of the number of bits of the input data is determined by the DF
An integer multiple of the number of DFFs constituting the F column 22 (2 in this table)
Double) to step up uniformly. For example, x16 where all the external input / output terminals I / O0 to I / O15 are selected
In the case of (1), the number of bits of the input data is one DFF row 22, that is, up to 16 bits. In the case of x8, however, the number of bits can be set up to 32 times that number. Similarly, the number of bits of input data is up to 64 bits for x4 and 1 for x2.
Up to 28 bits can be set, and external I / O terminals I0 and O
In the case of x1 where only 0 is selected, at most memory array 2
256-bit data for one row can be input / output.

【0024】図5には、ピンセレクトデコーダ20に入
力されるピンセレクト信号PS0 ,PS1 ,PS2 と、
そのデコード後のグループ信号gr_a〜gr_eとの
対応関係を示している。グループ信号gr_a〜gr_
eは、各外部入出力端子I/O0 〜I/O15が、図4の
5つのグループのうち、どのグループに属するかを識別
するため信号である。ここでは、3つの入力信号から5
つのグループ信号gr_a〜gr_eが生成されてい
る。なお、この3入力のピンセレクトデコーダ20で
は、最高8つまでグループ信号を生成することができ
る。
FIG. 5 shows pin select signals PS0, PS1, and PS2 input to the pin select decoder 20, and
The correspondence relationship with the group signals gr_a to gr_e after the decoding is shown. Group signals gr_a to gr_
"e" is a signal for identifying which of the five groups in FIG. 4 each external input / output terminal I / O0 to I / O15 belongs to. Here, 5 of the three input signals
Two group signals gr_a to gr_e are generated. The three-input pin select decoder 20 can generate up to eight group signals.

【0025】以下、半導体メモリ2のデータ入出力動作
について、x16とx8の場合を例に、図6,7の各信
号のタイミングチャートをも参照しながら説明する。ま
ず、入力回路4のI/O数をx16とした場合での、デ
ータ入力動作について説明する。I/O数の設定は、ピ
ンセレクト信号のステートを〔PS2 ,PS1 ,PS
0〕=〔0,X,X〕(Xは、0又は1を意味する)と
することにより行なう。これにより、ピンセレクトデコ
ーダ20では、その出力信号であるグループ信号gr_
a〜gr_eが、図5にもとづいて、全て「0」(ロー
レベル)に揃えられる。すると、図4の全てのグループ
に属するI/Oが選択される。すなわち、図1の全ての
セレクタ24が、その前段と後段のDFF列を切り離
し、後段のDFF列の入力端子(初段DFF1 のD端
子)を対応するI/Oに接続させる。これにより、16
ビットの入力データ16個を並列に入力可能な状態が整
えられる。
Hereinafter, the data input / output operation of the semiconductor memory 2 will be described with reference to the timing charts of the signals shown in FIGS. First, a data input operation when the number of I / Os of the input circuit 4 is x16 will be described. The number of I / Os is set by setting the state of the pin select signal to [PS2, PS1, PS2
0] = [0, X, X] (X means 0 or 1). As a result, in the pin select decoder 20, the group signal gr_
a to gr_e are all set to “0” (low level) based on FIG. Then, I / Os belonging to all the groups in FIG. 4 are selected. That is, all the selectors 24 in FIG. 1 separate the preceding and succeeding DFF strings, and connect the input terminal (D terminal of the first-stage DFF1) of the succeeding DFF string to the corresponding I / O. As a result, 16
A state in which 16 bit input data can be input in parallel is prepared.

【0026】一方、クロックジェネレータ18は、その
入力信号XCE,XWEが共にローアクティブなので、
このクロックジェネレータ18からは、図6に示すよう
に、16個ごとに同期がかけられたクロック信号CK
W,CKRが出力される。このうち、クロック信号CK
Wは、図2の入力回路4で、第1のシフトレジスタ10
のデータ送り時の同期信号として用いられている。した
がって、クロック信号CKWの1パルスごとに、全ての
外部入力端子I0 〜I15から入力データが1ビットづつ
取り込まれ、順次、後段側のDFFに転送される。
On the other hand, since the input signals XCE and XWE are both low active, the clock generator 18
As shown in FIG. 6, a clock signal CK synchronized every 16 clocks is output from the clock generator 18.
W and CKR are output. Of these, the clock signal CK
W is the input circuit 4 of FIG.
Is used as a synchronization signal at the time of data transmission. Therefore, for each pulse of the clock signal CKW, the input data is fetched bit by bit from all the external input terminals I0 to I15, and is sequentially transferred to the subsequent DFF.

【0027】そして、各DFF列22内の最終段までデ
ータが送られ、第1のシフトレジスタ10内に16ビッ
トのデータが16個揃ったとことで、これを次段のレジ
スタ12に、書込時のデータロード信号LDWで送り込
み、このレジスタ12内で保持させる。このレジスタ1
2でのデータ保持状態を図6では、DWlatch で示す。
その後は、特に図示しないが、クロックジェネレータ1
8からのメモリアレイへ2の書込信号を待って、その書
込信号のタイミングで16ビットのデータ16個を、一
斉にメモリアレイへ2内に書き込む。
Then, the data is sent to the last stage in each DFF column 22 and the 16-bit data is arranged in the first shift register 10, and is written to the register 12 of the next stage. It is sent by the data load signal LDW at the time, and is held in the register 12. This register 1
The data holding state in No. 2 is indicated by DWlatch in FIG.
Thereafter, although not particularly shown, the clock generator 1
After waiting for a write signal of 2 from 8 to the memory array, 16 pieces of 16-bit data are simultaneously written into the memory array 2 at the timing of the write signal.

【0028】入力ポートをx8に変更する場合、ピンセ
レクト信号のステートを〔PS2 ,PS1 ,PS0 〕=
〔1,0,0〕に切り換える。これにより、ピンセレク
トデコーダ20では、図5にもとづいて、その出力信号
であるグループ信号gr_a〜gr_eのうち、グルー
プ信号gr_aだけが「1」(ハイレベル)になり、他
はローレベルを維持する。すると、図4にもとづいて、
aグループに属する外部入力端子I1 ,I3 ,I5 ,I
7 ,I9 ,I11,I13,I15が、それぞれ非選択とな
る。すなわち、これらの外部入力端子が接続されたセレ
クタ24が、その後段のDFF列の入力端子(初段DF
F1 のD端子)を、外部入力端子から切り離し、その前
段のDFF列の出力端子(最終段DFF15のQ端子)に
接続する。他の外部入力端子I0 ,I2 ,I4 ,I6 ,
I8 ,I10,I12,I14は、選択されたままなので、前
述した同様に入力データの受付けが可能である。これに
より、DFF列2個分、即ち32ビットの入力データを
並列に8個入力可能な状態が整えられる。
When the input port is changed to x8, the state of the pin select signal is [PS2, PS1, PS0] =
Switch to [1,0,0]. As a result, in the pin select decoder 20, only the group signal gr_a among the group signals gr_a to gr_e, which are the output signals, becomes “1” (high level) and the other signals are maintained at low level based on FIG. . Then, based on FIG.
External input terminals I1, I3, I5, I belonging to group a
7, I9, I11, I13, and I15 are not selected. That is, the selector 24 to which these external input terminals are connected is connected to the input terminal (first stage DF) of the subsequent DFF row.
The D1 terminal of F1 is disconnected from the external input terminal and connected to the output terminal of the preceding DFF row (the Q terminal of the last DFF15). Other external input terminals I0, I2, I4, I6,
Since I8, I10, I12, and I14 remain selected, input data can be accepted in the same manner as described above. As a result, a state in which eight DFF columns, that is, eight pieces of 32-bit input data can be input in parallel is prepared.

【0029】以後は、上記したX16の場合と同様に、
その2倍の32ビットのデータを、第1のシフトレジス
タ10にクロック信号CKWで順次送り込み、このシフ
トレジスタ10内に32ビットのデータが8個揃ったと
ころで、この8個のデータを次段のレジスタ12にLD
Wで送り込み、このレジスタ12内で書込信号の入力が
あるまで保持する。
Thereafter, as in the case of X16 described above,
The double 32-bit data is sequentially sent to the first shift register 10 by the clock signal CKW, and when eight 32-bit data are arranged in the shift register 10, the eight data are transferred to the next stage. LD in register 12
W is sent in, and is held in the register 12 until a write signal is input.

【0030】最後に、出力回路6のI/O数をx16と
した場合での、データ出力動作について説明する。メモ
リアレイ2内で読み出された16ビットのデータ16個
は、図6に示すように、クロックジェネレータ18から
の latch_ld信号でラッチ14内に取り込まれ、一時的
に保持される。このラッチ14でのデータ保持状態を図
6では、DRlatch で示す。
Finally, the data output operation when the number of I / Os of the output circuit 6 is x16 will be described. Sixteen 16-bit data read out in the memory array 2 are fetched into the latch 14 by the latch_ld signal from the clock generator 18 as shown in FIG. The data holding state of the latch 14 is indicated by DRlatch in FIG.

【0031】その後、この保持データを、読出時のデー
タロード信号LDRで次段の第2のシフトレジスタ16
内に一斉に取り込み、クロック信号CKRで第2のシフ
トレジスタ16の後段に向けて転送しながら、各外部出
力端子O0 〜O15から出力する。
Thereafter, the held data is transferred to the second shift register 16 in the next stage by the data load signal LDR at the time of reading.
And outputs the data from the external output terminals O0 to O15 while transferring the clock signal CKR toward the subsequent stage of the second shift register 16.

【0032】本実施形態の場合、この出力側の第2のシ
フトレジスタ16は、入力側の第1のシフトレジスタ1
0とはデータ送り方向が逆であり、LIFO(Last-In
First-Out )のデータ入出力形式が採られている。した
がって、外部出力端子O0 からは、最後に入力した16
ビットデータの下位ビットを先頭にした逆向きの出力デ
ータが得られ、次の外部出力端子O1 からは、最後から
2番目の入力データの下位ビットを先頭にした逆向きの
出力データが得られる。
In the case of this embodiment, the second shift register 16 on the output side is the first shift register 1 on the input side.
0 is opposite to the data sending direction, and the LIFO (Last-In
First-Out) data input / output format is adopted. Therefore, from the external output terminal O0, the last input 16
Reverse output data with the lower bit of the bit data at the beginning is obtained, and from the next external output terminal O1, reverse output data with the lower bit of the second to last input data at the beginning are obtained.

【0033】出力回路6のI/O数をx8とした場合
も、出力されるデータは同じである。この場合は、出力
データを取り出す外部出力端子O0 〜O15を、図4にし
たがって、一つおきに使用者が選択し、使用しない外部
出力端子O1 ,O3 ,…,O15はオープン状態とする。
When the number of I / Os of the output circuit 6 is x8, the output data is the same. In this case, the user selects every other external output terminals O0 to O15 from which output data is to be taken out according to FIG. 4, and the unused external output terminals O1, O3,...

【0034】なお、このような構成の出力回路6では、
出力データが第2のシフトレジスタ16内でも順送りさ
れるので、もしも、クロック信号CKRのクロック数が
出力データのビット数と同じになっても第2のシフトレ
ジスタ16に新しいデータのロードがなく、引き続いて
クロック信号が与え続けられると、後段側の外部出力端
子から出力されたと同じデータが流れ込んでくることに
なる。これを防ぐには、入力回路4と同様に、グループ
信号gr_a〜gr_eに応じてDFF列22を適宜切
り離すセレクタ24を、この出力回路6側にも設けると
よい。
In the output circuit 6 having such a configuration,
Since the output data is also forwarded in the second shift register 16, even if the number of clocks of the clock signal CKR becomes equal to the number of bits of the output data, there is no new data loaded in the second shift register 16, When the clock signal is continuously applied, the same data as that output from the external output terminal at the subsequent stage flows. In order to prevent this, similarly to the input circuit 4, a selector 24 for appropriately separating the DFF row 22 according to the group signals gr_a to gr_e may be provided on the output circuit 6 side.

【0035】また、データ入出力形式をLIFOではな
く、FIFO(First-In First-Out)としたい場合は、
第2のシフトレジスタ16内でDFF同士の結線を変え
るとよい。
If the data input / output format is to be FIFO (First-In First-Out) instead of LIFO,
The connection between DFFs may be changed in the second shift register 16.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明に係わ
る半導体装置によれば、入力回路が、その内部で各入力
データに割り当てられるシフトレジスタの大きさを、単
位シフトレジスタの整数倍で、拡張したり縮小すること
ができる。したがって、I/O数やデータ長が複数、想
定される場合であっても、I/Oの数で分割されて各入
力データに割り当てられるシフトレジスタ内では、使用
されない領域が極力低減され、その有効利用を図ること
ができる。とくに、コンピュータのデータビット数(1
6ビット,32ビット,…)のように、整数倍でビット
数が異なる場合においては、シフトレジスタ内に無駄な
領域が全く発生しない。
As described above, according to the semiconductor device of the present invention, the input circuit increases the size of the shift register internally allocated to each input data by an integral multiple of the unit shift register. Can be expanded and contracted. Therefore, even if the number of I / Os and the data length are assumed to be plural, the unused area in the shift register divided by the number of I / Os and assigned to each input data is reduced as much as possible. Effective utilization can be achieved. In particular, the number of data bits (1
(6 bits, 32 bits,...), When the number of bits differs by an integral multiple, no useless area is generated in the shift register.

【0037】また、各フリップ・フロップ列間を適宜切
り離し、ここからデータの割込み入力が可能な構成とし
ているので、I/O数を可変とすることができ、これに
より、他の半導体装置等との接続の自由度を高めること
ができる。また、データの転送周期や、当該半導体装置
のデータ入出力の動作周期が変更できる。これにより、
途中でデータ長やI/O数を変えるほか、一組の入出力
回路でビット幅の違う複数の機能回路ブロックを接続す
るなどといった種々なアプリケーションでの使用ができ
るようになる。
Further, since the flip-flop columns are appropriately separated from each other and data interruption can be input therefrom, the number of I / Os can be made variable. The degree of freedom of connection can be increased. Further, a data transfer cycle and a data input / output operation cycle of the semiconductor device can be changed. This allows
In addition to changing the data length and the number of I / Os on the way, it can be used in various applications such as connecting a plurality of functional circuit blocks having different bit widths with one set of input / output circuits.

【0038】よって、入力データの大きさやI/O数を
切り換えることができ、様々なアプリケーションで使用
できる汎用性の高い半導体装置を提供することが、本発
明により可能となる。
Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a highly versatile semiconductor device which can switch the size of input data and the number of I / Os and can be used in various applications.

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

【図1】図1は、本発明の実施形態に係わるDRAMの
概略構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a DRAM according to an embodiment of the present invention.

【図2】図2は、図1のDRAMの入出力回路の内部を
示す回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing the inside of an input / output circuit of the DRAM of FIG. 1;

【図3】図3は、図2の入力回路において、フリップ・
フロップ列の接続箇所を示す拡大図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing the input circuit of FIG.
It is an enlarged view which shows the connection part of a flop row.

【図4】図4は、選択すべき外部入出力端子と、そのグ
ループ分けとの関係を示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the relationship between external input / output terminals to be selected and their grouping.

【図5】図5は、ピンセレクトデコーダに入力されるピ
ンセレクト信号と、そのデコード後のグループ信号との
対応を示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a correspondence between a pin select signal input to a pin select decoder and a group signal after the decoding;

【図6】図6は、I/O数を16に設定した場合におい
て、図1のDRAMのデータ入出力動作を示す各信号の
タイミングチャートである。
FIG. 6 is a timing chart of each signal showing a data input / output operation of the DRAM of FIG. 1 when the number of I / Os is set to 16;

【図7】図7は、I/O数を8に設定した場合の同タイ
ミングチャートである。
FIG. 7 is the same timing chart when the number of I / Os is set to 8;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2…メモリアレイ(機能回路ブロック)、4…入力回
路、6…出力回路、8…アドレスデコーダ、10…第1
のシフトレジスタ、12…レジスタ、14…ラッチ、1
6…第2のシフトレジスタ(シフトレジスタ)、18…
クロックジェネレータ、20…ピンセレクトデコーダ、
22…DFF列(単位シフトレジスタ)、24…セレク
タ(入力切換手段)、I0 〜I15…外部入力端子、O0
〜O15…外部出力端子(出力端子)、DFF…D型フリ
ップ・フロップ、A0 〜A9 …アドレス信号、CKW…
書込用のクロック信号、CKR…読出用のクロック信
号、gr_a〜gr_e…グループ信号(入力端子選択
信号)、LDW…書込時のデータロード信号、LDR…
読出時のデータロード信号、latch _ld…ラッチ信号、
PS0 〜PS2 …ピンセレクト信号、XCE…アクセス
制御信号、XWE…読み書き制御信号。
2 ... memory array (functional circuit block), 4 ... input circuit, 6 ... output circuit, 8 ... address decoder, 10 ... first
Shift registers, 12 ... registers, 14 ... latches, 1
6 ... second shift register (shift register), 18 ...
Clock generator, 20 ... pin select decoder,
22: DFF row (unit shift register), 24: selector (input switching means), I0 to I15: external input terminal, O0
... O15 ... External output terminal (output terminal), DFF ... D-type flip-flop, A0 -A9 ... Address signal, CKW ...
Clock signal for writing, CKR: Clock signal for reading, gr_a to gr_e: Group signal (input terminal selection signal), LDW: Data load signal for writing, LDR ...
Data load signal at the time of reading, latch_ld ... latch signal,
PS0 to PS2: pin select signal, XCE: access control signal, XWE: read / write control signal.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 単位セルをアレイ状に並べて構成された
機能回路ブロックと、入力回路とを有し、当該入力回路
内で、入力した直列データを並列データに変換した後に
機能回路ブロック側に出力する半導体装置であって、 前記入力回路には、外部から直列データをそれぞれ入力
可能な複数の外部入力端子が設けられ、 入力回路内では、クロック信号の印加に応じて入力デー
タを順次シフトする単位シフトレジスタが、複数個、直
列に接続され、 当該単位シフトレジスタ同士の各接続点には、その後段
側の単位シフトレジスタの入力端子を、入力端子選択信
号に応じて、前段の単位シフトレジスタの出力端子から
切り離し、当該接続点ごとに決められた前記外部入力端
子の何れかに接続させる入力切換手段が、前記各接続点
ごとに設けられている半導体装置。
An input circuit includes a functional circuit block in which unit cells are arranged in an array, and converts input serial data into parallel data in the input circuit and outputs the parallel data to the functional circuit block. A plurality of external input terminals each of which is capable of inputting serial data from outside, wherein the input circuit sequentially shifts input data in response to application of a clock signal in the input circuit. A plurality of shift registers are connected in series, and at each connection point between the unit shift registers, an input terminal of a subsequent unit shift register is connected to an input terminal of a unit shift register of a preceding stage in accordance with an input terminal selection signal. Input switching means for disconnecting from the output terminal and connecting to any of the external input terminals determined for each connection point is provided for each connection point. Semiconductor device.
【請求項2】 単位セルをアレイ状に並べて構成された
機能回路ブロックと、出力回路とを有し、機能回路ブロ
ックからの並列データを入力し直列データに変換した
後、出力データとして外部に出力するシフトレジスタを
出力回路内に備えた半導体装置であって、 前記シフトレジスタには、複数の出力端子が、前記出力
データのビット数に応じた間隔をおいて適宜設けられて
いる半導体装置。
2. An image processing apparatus comprising: a functional circuit block configured by arranging unit cells in an array; and an output circuit, receiving parallel data from the functional circuit block, converting the parallel data into serial data, and outputting the serial data to the outside as output data. A semiconductor device comprising a shift register in an output circuit, wherein the shift register is provided with a plurality of output terminals as appropriate at intervals according to the number of bits of the output data.
【請求項3】 前記機能回路ブロックおよび前記入力回
路のほかに、出力回路を有し、 出力回路内には、機能回路ブロックからの並列データを
入力し直列データに変換した後、これを出力データとし
て外部に出力するシフトレジスタを備え、 当該シフトレジスタには、複数の出力端子が、前記出力
データのビット数に応じた間隔をおいて適宜設けられて
いる請求項1に記載の半導体装置。
3. An output circuit in addition to the functional circuit block and the input circuit, wherein the output circuit receives parallel data from the functional circuit block, converts the data into serial data, and outputs the serial data. 2. The semiconductor device according to claim 1, further comprising: a shift register that outputs the data to the outside, wherein the shift register is provided with a plurality of output terminals as appropriate at intervals according to the number of bits of the output data.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6381167B2 (en) 2000-06-05 2002-04-30 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor memory device including plurality of global data lines in parallel arrangement with low parasitic capacitance, and fabrication method thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6381167B2 (en) 2000-06-05 2002-04-30 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor memory device including plurality of global data lines in parallel arrangement with low parasitic capacitance, and fabrication method thereof
US6549445B2 (en) 2000-06-05 2003-04-15 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor memory device including plurality of global data lines in parallel arrangement with low parasitic capacitance, and fabrication method thereof

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