JPH11195296A - 半導体記憶装置 - Google Patents
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- JPH11195296A JPH11195296A JP10159381A JP15938198A JPH11195296A JP H11195296 A JPH11195296 A JP H11195296A JP 10159381 A JP10159381 A JP 10159381A JP 15938198 A JP15938198 A JP 15938198A JP H11195296 A JPH11195296 A JP H11195296A
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Abstract
おいて、データ出力あるいはデータ入力のタイミングの
遅れやばらつきを抑制でき、動作の高速化を図る。 【解決手段】DDR方式の動作モードを採用したSRA
Mにおいて、メモリセルに読み書きされるデータが伝搬
する複数のデータバス81、82と、複数のアドレスに
対応する複数のメモリセルから複数のデータをほぼ同時
に読み出すように制御する読み出し制御回路20と、複
数のデータバスにそれぞれ対応して設けられた複数の出
力データレジスタ913、914と、メモリセルから複
数の出力データレジスタまでの間で複数のデータバスの
接続関係を制御することにより、メモリセルと複数の出
力データレジスタとの接続関係を任意に選択するデータ
バス制御回路21とを具備する。
Description
憶装置に係り、特に複数のデータバスを用いて複数のア
ドレスに対するデータを並列に処理する動作モードを有
する半導体記憶装置に関するもので、例えばSRAM
(スタティック型メモリ)などに使用されるものであ
る。
期動作モードのみが要求される場合には、外部クロック
入力の立上がりのみに同期させて1つの入出力端子当り
1ビットのデータをメモリセルから読み出したり書き込
んだりするシングルデータレート(Single Data Rate;
SDR)方式の動作モードをサポートすればよい。
としてバーストモード動作が提案されている。このバー
ストモード動作とは、外部から取り込まれるアドレス信
号に基づいてクロック信号に同期してチップ内部でバー
ストアドレスを自己発生して読み出し/書き込みを行う
動作である。
ビットまたは2ビットのバーストアドレス信号により一
定の規則性(リニアモードあるいはインターリーブモー
ド)にしたがって連続したアドレスを発生するものであ
り、バーストアドレス信号以外のアドレス信号は固定で
ある。
モードは、いずれも、バーストアドレス信号の下位ビッ
トの値が0,1,0,1…(または、1,0,1,0
…)と繰り返すものであり、同じ値が繰り返すことはな
い。
ば18ビットのアドレス信号の下位2ビットA1、A0
が与えられているとすると、前記リニアモードの時に
は、バーストスタートアドレスから順番にインクリメン
トするように進行する。即ち、スタートアドレスが
(0,0)の時、(0,0)→(0,1)→(1,0)
→(1,1)と内部バーストアドレスが進行する。
リセルを速く切り換えることが要求されるので、メモリ
セルのカラムアドレスが割り当てられることが多い。つ
まり、セルのワード線選択を行うロウ系に比べてカラム
選択を行うカラム系の方がタイミング的に余裕があり、
従って、発生に時間がかかるバーストアドレスはカラム
系に割り当てた方が全体として高速化できるからであ
る。そこで、以後の説明および図面中では、前記バース
トアドレスビットA1、A0をカラムアドレスビットY
1、Y0で表わすものとする。
DR方式の動作モードに適用可能であるが、さらに、外
部クロック入力のアップエッジ(立上がり)とダウンエ
ッジ(立下がり)に同期してデータの読み出し/書き込
みを行うダブルデータレート(Double Data Rate;DD
R)方式の動作モードにも適用可能である。
リは、内部動作速度は特に高速化することなく、I/O
バッファの部分のみで外部クロック入力の立上がり/立
下がり両方に同期させて読み出したり書き込んだりする
ことにより、メモリ外部から見ると、メモリ内部が倍速
で動いている(2倍のデータの読み出し/書き込みを行
う)ようにしており、その一例としてSRAMが提案さ
れている。
は、複数のデータバスを用いて複数のアドレスに対する
データを並列に処理する方式であり、メモリセルへの実
際の書き込み動作などの内部動作自体は外部クロック入
力と同じ速度(周波数)で行うが、一度に2アドレス分
のデータを並列に処理することによりデータ転送速度を
2倍に高めるものである。
SRAMでは、メモリ内部のデータバスを倍にしてお
き、バーストアドレスの連続する2つのアドレスでそれ
ぞれ指定されるセルを同時に選択をして書き込みあるい
は読み出しをさせている。
RAMにおいては、前記したようなDDR方式の動作モ
ードとSDR方式の動作モードとを選択し得るように併
存させる場合が多い。
モードを選択し得る同期型SRAMの全体的構成の従来
例を概略的に示す。
2はバーストアドレス発生用のバーストカウンタ、3は
アドレスデコーダ、4は行選択回路、5はメモリセルア
レイ、6は列選択回路、7はセンスアンプ・データ書き
込み回路、81は第1のデータバス、82は第2のデー
タバス、9はデータ入出力回路である。前記データ入出
力回路9には、後述するデータ出力制御回路(図23参
照)およびデータ入力制御回路(図27参照)が含まれ
ている。
アドレスのメモリセルに対して同時にデータの読み出し
あるいは書き込みを制御し、前記複数のデータバス8
1、82との間でデータを並列に処理する読み出し/書
き込み制御回路(図示せず)が設けられている。
端子11〜13から入力する3つの制御信号がコマンド
デコーダ10によりデコードされて動作モードが制御さ
れるように構成されている。例えば第1の制御信号STAR
T/STOPの論理レベルに応じてバースト動作の開始/停止
が制御され、第2の制御信号READ/WRITEの論理レベルに
応じて読み出し/書き込み動作が制御され、第3の制御
信号DOUBLE/SINGLE の論理レベルに応じてDDR方式の
動作モード/従来のSDR方式の動作モードが選択指定
される。
ワード線およびビット線の各交点に対応してメモリセル
が2次元の行列(マトリクス)状に配置されたメモリセ
ル群からなる。上記メモリセルは、一対の記憶ノードに
相補的なデータを記憶し、データ線対との間でデータの
授受を行うことを特徴とするスタティック型メモリセル
である。
(図示せず)およびそのデコード出力によりスイッチ制
御されてセルアレイのカラム選択を行うためにカラムト
ランスファーゲート(図示せず)を含む。
リセルアレイ5の一部のセル部に対応するカラムトラン
スファーゲートTG、データ線DL1、DL2、センス
アンプS/A・データ書き込み回路Din、データバス
の接続関係の一例を概略的に示している。
ドレスビット信号Y1、Y0で選択される連続する4カ
ラムが繰り返し、バーストアドレスビットY1、Y0よ
り1つ上位のカラムアドレスビットY2が“0”の時に
選択対象となる4カラムと、カラムアドレスビットY2
が“1”の時に選択対象となる4カラムとが交互に繰り
返す。
り1つ上位のカラムアドレスビットY3が“0”の時に
選択対象となる連続する8カラムとカラムアドレスビッ
トY3が“1”の時に選択対象となる連続する8カラム
とが交互に繰り返す。
により2つのカラムのメモリセルが同時に選択される場
合、2ビット分の各カラムトランスファーゲートが同時
に開いてしまうと、データの衝突が起きてしまうおそれ
がある。
の時に選択されるメモリセルの読み出しデータを第1の
データ線DL1に取り出し、前記信号Y0が“1”の時
に選択されるメモリセルの読み出しデータを第2のデー
タ線DL2に取り出すことが可能なようにカラムトラン
スファーゲートTG群が接続されている。
に物理アドレスが割り付けられているものとすると、前
記4カラム内の配列順位が奇数番目のカラムを第1のデ
ータ線DL1に共通に接続し、偶数番目のカラムを第2
のデータ線DL2に共通に接続するようにカラムトラン
スファーゲートTG群が接続されている。
“0”の時に選択対象となる4カラム(ここでは、物理
アドレス1〜4あるいは9〜12に相当する)とカラム
アドレスビットY2が“1”の時に選択対象となる4カ
ラム(ここでは、物理アドレス5〜8あるいは13〜1
6に相当する)との隣り合う1組(連続する8カラム)
を単位として、前記第1のデータ線DL1および第2の
データ線DL2にそれぞれセンスアンプS/A・データ
書き込み回路Dinが接続されている。
れる期間とデータ書き込み回路Dinが活性化される期
間とは異なる。また、前記第1のデータ線DL1に接続
されているセンスアンプS/A・データ書き込み回路D
inが活性化される期間と第2のデータ線DL2に接続
されているセンスアンプS/A・データ書き込み回路D
inが活性化される期間とは異なる。
それぞれ接続されて互いの活性化期間が異なっている複
数組のセンスアンプS/A・データ書き込み回路Din
は、第1のデータバス81を共通に介してデータ入出力
回路9に接続されている。
それぞれ接続されて互いの活性化期間が異なっている複
数組のセンスアンプS/A・データ書き込み回路Din
は、第2のデータバス82を介して共通に前記データ入
出力回路9に接続されている。
るセンスアンプS/Aの切り換え、データ書き込み回路
Dinの活性/非活性状態がY3=0の時に制御される
ものとすると、その隣りの連続する8カラムに対応する
センスアンプS/Aの切り換え、データ書き込み回路D
inの活性/非活性状態はY3=1の時に制御される。
前記信号Y0が“0”の時に選択されるメモリセル/信
号Y0が“1”の時に選択されるメモリセルに応じて第
1のデータバス81/第2のデータバス82に接続され
るようになっている。
のアドレス(例えばバーストスタートアドレスとそれに
連続する次のアドレス)でそれぞれ指定される2つのセ
ルと前記データ入出力回路9の間で、前記2つのデータ
バス81、82を介して同時に書き込みあるいは読み出
しを行う(つまり、2つのセルデータが衝突することな
く、同時に書き込みあるいは読み出しを行う)ことが可
能になっている。
に含まれるデータ出力制御回路の従来例を示している。
るDDR方式の動作モードにおける従来のデータ読み出
し動作のタイミングを示している。
がりに同期して2つのアドレス信号A、Bが引き続き取
り込まれる様子を示している。
ットが“0”のアドレスであり、バーストカウンタ(図
22中2)で発生させた2ビットのバーストアドレス信
号のうちの下位ビットが“0”のアドレスである。アド
レス信号Bは、その最下位ビットが“1”のアドレスで
あり、バーストカウンタ(図22中2)で発生させた2
ビットのバーストアドレス信号のうちの下位ビットが
“1”のアドレスである。
(図22中2)によって、アドレス信号Aに対してバー
ストアドレス信号がA1、A2、A3、A4と連続的に
発生され、アドレス信号Bに対してはバーストアドレス
信号がB1、B2、B3、B4と連続的に発生される。
は、バーストアドレス信号A1、A2、A3、A4の下
位アドレスビットY0が“0”からスタートし、0、
1、0、1と変化する。また、アドレス信号Bに対して
は、バーストアドレス信号B1、B2、B3、B4の下
位アドレスビットY0が“1”からスタートし、1、
0、1、0と変化する。
は、第1のデータバス81にデータを読み出すべきメモ
リセルを選択し、バーストアドレスA2、A4の時は、
第2のデータバス82にデータを読み出すべきメモリセ
ルを選択する。
は、第2のデータバス82にデータを読み出すべきメモ
リセルを選択し、バーストアドレスB2、B4の時は、
第1のデータバス81にデータを読み出すべきメモリセ
ルを選択する。
DR方式のデータ読み出し動作を説明する。
してアドレス信号Aがアドレスレジスタ(図1中1)に
取り込まれる。
同期して2つのバーストアドレスA1、A2に対するメ
モリセルのデータが同時に読み出され、2つのデータバ
ス81、82に読み出される。この場合、バーストアド
レスA1の時の読み出しデータは第1のデータバス81
に読み出され、バーストアドレスA2の時の読み出しデ
ータは第2のデータバス82に読み出される。
のデータバス81/第2のデータバス82)に読み出さ
れた2アドレス分のデータ(A1、A2)は、2つのデ
ータ線センスアンプ141、142にそれぞれ対応して
入力され、それぞれ増幅される。
上がりに同期して前記2つのデータ線センスアンプ14
1、142の出力データ(A1、A2)が対応して第1
の出力レジスタ143/第2の出力レジスタ144に取
り込まれる。このように取り込まれた2アドレス分のデ
ータ(A1、A2)がそれぞれ対応してクロック信号C
K1、CK2の“H”レベルの期間にそれぞれ対応して
データ線トランスファーゲート145、146を介して
順に出力バッファ回路147へ出力されて増幅され、さ
らに出力端子148を介してチップ外部へ出力される。
同期して2つのバーストアドレスA3、A4に対するメ
モリセルのデータ(A3、A4)が同時に読み出され、
2つのデータバスに読み出される。この場合、バースト
アドレスA3の読み出しデータ(A3)は第1のデータ
バス81に読み出され、バーストアドレスA4の読み出
しデータ(A4)は第2のデータバス82に読み出さ
れ、これらの読み出しデータ(A3、A4)は2つのデ
ータ線センスアンプ141、142にそれぞれ対応して
入力され、それぞれ増幅される。
上がりに同期してアドレス信号Bがアドレスレジスタ
(図1中1)に取り込まれるとともに、前記2つのデー
タ線センスアンプ141、142の出力データ(A3、
A4)が対応して第1の出力レジスタ143/第2の出
力レジスタ144に取り込まれる。このように取り込ま
れた2アドレス分のデータ(A3、A4)がそれぞれ対
応してクロック信号CK1、CK2の“H”レベルの期
間にそれぞれ対応してデータ線トランスファーゲート1
45、146を介して順に出力バッファ回路147へ出
力されて増幅され、さらにチップ外部へ出力される。
同期して、2つのバーストアドレスB1、B2に対する
メモリセルのデータ(B1、B2)が同時に読み出さ
れ、2つのデータバスに読み出される。この場合、バー
ストアドレスB1の読み出しデータ(B1)は第2のデ
ータバス82に読み出され、バーストアドレスB2の読
み出しデータ(B2)は第1のデータバス81に読み出
され、これらの読み出しデータ(B2、B1)は、2つ
のデータ線センスアンプ141、142にそれぞれ対応
して入力され、それぞれ増幅される。
上がりに同期して前記2つのデータ線センスアンプ14
1、142の出力データ(B2、B1)が対応して第1
の出力レジスタ143/第2の出力レジスタ144に取
り込まれる。このように取り込まれた2アドレス分のデ
ータ(B2、B1)がそれぞれ対応してクロック信号C
K1、CK2の“H”レベルの期間にそれぞれ対応して
データ線トランスファーゲート145、146を介して
順に出力バッファ回路147へ出力されて増幅され、さ
らにチップ外部へ出力される。
同期して2つのバーストアドレスB3、B4に対するメ
モリセルのデータ(B3、B4)が同時に読み出され、
2つのデータバスに読み出される。この場合、バースト
アドレスB3の読み出しデータ(B3)は第2のデータ
バス82に読み出され、バーストアドレスB4の読み出
しデータ(B4)は第1のデータバス81に読み出さ
れ、これらの読み出しデータ(B4、B3)は2つのデ
ータ線センスアンプ141、142にそれぞれ対応して
入力され、それぞれ増幅される。
上がりに同期して前記2つのデータ線センスアンプ14
1、142の出力データ(B4、B3)が対応して第1
の出力レジスタ143/第2の出力レジスタ144に取
り込まれる。このように取り込まれた2アドレス分のデ
ータ(B4、B3)がそれぞれ対応してクロック信号C
K1、CK2の“H”レベルの期間の期間にそれぞれ対
応してデータ線トランスファーゲート145、146を
介して順に出力バッファ回路147へ出力されて増幅さ
れ、さらにチップ外部へ出力される。
ンスファーゲート145、146にクロック信号CK
1、CK2を供給する回路の一例を示している。
作モード時/SDR方式の動作モード時の信号波形の一
例を示している。
モード時には、クロック信号CKおよびその反転信号/
CKをマルチプレクサ・クロック生成回路161で選択
し、この選択した信号の立上がりに同期した図26中に
示すようなクロック信号CK1、CK2を生成する。
スの下位アドレスビット信号Y0が“0”であるか
“1”であるかに応じて前記第1の出力レジスタ(図2
3中143)のデータを先に出力するか第2の出力レジ
スタ(図23中144)のデータを先に出力するかを制
御する必要がある。そこで、前記バーストアドレスの下
位アドレスビット信号Y0が“0”であるか“1”であ
るかに応じてマルチプレクサ・クロック生成回路161
でクロック信号CKまたはその反転信号/CKを選択し
てその立上がりに同期して前記クロック信号CK1、C
K2の生成タイミングを制御している。
には、前記データ出力用のクロック信号CK1、CK2
の周波数をDDR方式の動作モード時の1/2に設定す
る必要がある。そこで、SDR方式の動作モード時に
は、クロック信号CKを分周回路162で分周すること
により相補的なクロック信号2CK、/2CKを生成
し、これをマルチプレクサ・クロック生成回路161で
選択してその立上がりに同期した図26中に示すような
クロック信号CK1、CK2を生成している。
モード時、SDR方式の動作モード時のいずれにおいて
も、クロック信号CKからデータ出力用のクロック信号
CK1、CK2を生成する際に、前記マルチプレクサ・
クロック生成回路161による信号遅延Td1が存在する
ので、その分だけデータ出力のタイミングに遅延が生じ
るという問題がある。
記したようにバーストアドレスの下位アドレスビット信
号Y0が“0”であるか“1”であるかに応じてマルチ
プレクサ・クロック生成回路161でクロック信号CK
およびその反転信号/CKの選択を制御する必要があ
り、このようなタイミング制御は繁雑である。
て、各バーストアドレスに対応するデータ出力のタイミ
ングがばらつくことになる。
レス信号Aに関連するバーストアドレスA1〜A4のう
ちのA1〜A3に対応するデータ出力はクロック信号C
K1、CK2の立上がりに同期して一定のタイミングで
出力され、同様に、バーストアドレスB2〜B4に対応
するデータ出力はクロック信号CK1、CK2の立上が
りに同期して一定のタイミングで出力される。
4に対応するデータ出力とそれに続くアドレス信号Bに
関連するバーストアドレスB1〜B4のうちのバースト
スタートアドレスB1に対応するデータ出力はクロック
信号CK2が“H”レベルの期間に連続的にレジスタ回
路144から出力されるので、マルチプレクサ・クロッ
ク生成回路161によるクロック信号CK1、CK2の
遅延Td1の影響を受けない。
クロック生成回路161から出力するデータ出力用のク
ロック信号CK1、CK2に遅延Td1が存在すると、バ
ーストエンドアドレスA4に対応するデータ出力のタイ
ミングが遅れるので、そのデータ出力期間が短くなり、
それに続くバーストスタートアドレスB1に対応するデ
ータ出力期間t1 が長くなってしまう。結果として、デ
ータ出力期間の不平衡が生じる。
遅れ、データ出力のタイミング自体のばらつきはクロッ
ク信号に対してデータが有効な時間を十分に確保できな
くなるので、SRAMの動作速度(クロック信号CK)
が高速になるにつれて、前記データ出力のタイミングの
遅れ、データ出力のタイミング自体のばらつきは一層少
ないことが要求されるので、上記したような問題は顕著
になる。
に含まれるデータ入力制御回路の従来例を示している。
るDDR方式の動作モードにおける従来のデータ書き込
み動作のタイミングを示している。
に同期して2つのアドレス信号A、Bが引き続き取り込
まれる様子を示している。
ンタ(図22中2)で発生させた2ビットのバーストア
ドレス信号のうちの下位ビットが“0”のアドレスであ
る。アドレス信号Bは、バーストカウンタ(図22中
2)で発生させた2ビットのバーストアドレス信号のう
ちの下位ビットが“1”のアドレスである。
(図22中2)によって、アドレス信号Aに対してバー
ストアドレス信号がA1、A2、A3、A4と連続的に
発生され、アドレス信号Bに対してはバーストアドレス
信号がB1、B2、B3、B4と連続的に発生される。
記バーストアドレスA1、A2、A3、A4の下位アド
レスビットY0が“0”からスタートし、0、1、0、
1と変化する。また、アドレス信号Bに対しては、前記
バーストアドレスB1、B2、B3、B4の下位アドレ
スビットY0が“1”からスタートし、1、0、1、0
と変化する。
は第1のデータバス81のデータを書き込むべきメモリ
セルを選択し、バーストアドレスA2、A4の時は第2
のデータバス82のデータを書き込むべきメモリセルを
選択する。
第2のデータバス82のデータを書き込むべきメモリセ
ルを選択し、バーストアドレスB2、B4の時は第1の
データバス81のデータを書き込むべきメモリセルを選
択する。
おいて、1、3、5…番目のデータはクロック信号CK
の立上がりに同期して順次入力され、2、4、6…番目
のデータはクロック信号CKの立下がりに同期して順次
入力される。即ち、クロック信号CKの立上がりに同期
してバーストアドレスA1、A3、B1、B3のメモリ
セルに書き込むべきデータが順次入力され、クロック信
号CKの立下がりに同期してバーストアドレスA2、A
4、B2、B4のメモリセルに書き込むべきデータが順
次入力される。
DR方式のデータ書き込み動作を説明する。
してアドレス信号Aがアドレスレジスタ(図22中1)
に取り込まれる。
スA1、A2に対するメモリセルが同時に選択され、ク
ロック信号CKの立上がり、立下がりに同期して2アド
レス分のデータがチップ外部から入力端子181を介し
て順次入力される。
込み入力データ(A1、A2)は、入力バッファ回路1
82により増幅された後、それぞれ対応してデータ入力
用のクロック信号CK3、CK4の立上がりに同期して
初段入力データレジスタである第1の入力レジスタ18
3/第2の入力レジスタ184に分かれて取り込まれ
る。この場合、バーストアドレスA1のメモリセルに書
き込むべきデータ(A1)は第1の入力レジスタ813
に取り込まれ、バーストアドレスA2のメモリセルに書
き込むべきデータ(A2)は第2の入力レジスタ184
に取り込まれる。
上がりに同期してアドレス信号Bが取り込まれるととも
に、第1の入力レジスタ183/第2の入力レジスタ1
84の2アドレス分のデータ(A1、A2)が次段入力
データレジスタである第3の入力レジスタ185/第4
の入力レジスタ186にそれぞれ対応して転送される。
力レジスタ186に取り込まれた2アドレス分のデータ
(A1、A2)は、それぞれ対応してデータ線アンプ1
87、188により増幅された後、第1のデータバス8
1/第2のデータバス82に転送され、バーストアドレ
スA1、A2のメモリセルに書き込まれる。
アドレスA3、A4のメモリセルに対応する2アドレス
分の書き込み入力データ(A3、A4)が、クロック信
号CKの立上がり、立下がりに同期してチップ外部から
順次入力される。即ち、クロック信号CKの立上がりに
同期してバーストアドレスA3のメモリセルに書き込む
べきデータ(A3)が入力され、クロック信号CKの立
下がりに同期してバーストアドレスA4のメモリセルに
書き込むべきデータ(A4)が入力される。
タ(A3、A4)は、入力バッファ回路182により増
幅された後、それぞれ対応して前記クロック信号CK
3、CK4の立上がりに同期して第1の入力レジスタ1
83/第2の入力レジスタ184に分かれて取り込まれ
る。この場合、バーストアドレスA3のメモリセルに書
き込むべきデータ(A3)は第1の入力レジスタ183
に取り込まれ、バーストアドレスA4のメモリセルに書
き込むべきデータ(A4)は第2の入力レジスタ184
に取り込まれる。
上がりに同期して第1の入力レジスタ183/第2の入
力レジスタ184の2アドレス分のデータ(A3、A
4)が第3の入力レジスタ185/第4の入力レジスタ
186にそれぞれ対応して転送される。
力レジスタ186に取り込まれた2アドレス分のデータ
(A3、A4)は、それぞれ対応してデータ線アンプ1
87、188により増幅された後、第1のデータバス8
1/第2のデータバス82に転送され、バーストアドレ
スA3、A4のメモリセルに書き込まれる。
アドレスB1、B2のメモリセルに対応する2アドレス
分の書き込み入力データ(B1、B2)が、クロック信
号CKの立上がり、立下がりに同期してチップ外部から
順次入力される。即ち、クロック信号CKの立上がりに
同期してバーストアドレスB1のメモリセルに書き込む
べきデータ(B1)が入力され、クロック信号CKの立
下がりに同期してバーストアドレスB2のメモリセルに
書き込むべきデータ(B2)が入力される。
タ(B1、B2)は、入力バッファ回路182により増
幅された後、それぞれ対応して前記クロック信号CK
4、CK3の立上がりに同期して第2の入力レジスタ1
84/第1の入力レジスタ183に分かれて取り込まれ
る。この場合、バーストアドレスB1のメモリセルに書
き込むべきデータは第2の入力レジスタ184に取り込
まれ、バーストアドレスB2のメモリセルに書き込むべ
きデータは第1の入力レジスタ183に取り込まれる。
上がりに同期して第1の入力レジスタ183/第2の入
力レジスタ184の2アドレス分のデータ(B2、B
1)が第3の入力レジスタ185/第4の入力レジスタ
186にそれぞれ対応して転送される。
力レジスタ186に取り込まれた2アドレス分のデータ
(B2、B1)は、それぞれ対応してデータ線アンプ1
87、188により増幅された後、第1のデータバス8
1/第2のデータバス82に転送され、バーストアドレ
スB2、B1のメモリセルに書き込まれる。
アドレスB3、B4のメモリセルに対応する2アドレス
分の書き込み入力データ(B3、B4)が、クロック信
号CKの立上がり、立下がりに同期してチップ外部から
順次入力される。即ち、クロック信号CKの立上がりに
同期してバーストアドレスB3のメモリセルに書き込む
べきデータ(B3)が入力され、クロック信号CKの立
下がりに同期してバーストアドレスB4のメモリセルに
書き込むべきデータ(B4)が入力される。
タ(B3、B4)は、入力バッファ回路182により増
幅された後、それぞれ対応して前記クロック信号CK
4、CK3の立上がりに同期して第2の入力レジスタ1
84/第1の入力レジスタ183に分かれて取り込まれ
る。この場合、バーストアドレスB3のメモリセルに書
き込むべきデータは第2の入力レジスタ184に取り込
まれ、バーストアドレスB4のメモリセルに書き込むべ
きデータは第1の入力レジスタ183に取り込まれる。
上がりに同期して第1の入力レジスタ183/第2の入
力レジスタ184の2アドレス分のデータ(B4、B
3)が第3の入力レジスタ185/第4の入力レジスタ
186にそれぞれ対応して転送される。
力レジスタ186に取り込まれた2アドレス分のデータ
(B4、B3)は、それぞれ対応してデータ線アンプ1
87、188により増幅された後、第1のデータバス8
1/第2のデータバス82に転送され、バーストアドレ
スB4、B3のメモリセルに書き込まれる。
タレジスタ(第1の入力レジスタ/第2の入力レジス
タ)にクロック信号CK3、CK4を供給する回路の一
例を示している。
作モード時/SDR方式の動作モード時の信号波形の一
例を示している。
時には、クロック信号CKおよびその反転信号/CKが
それぞれ対応して入力するタイミング調整回路201、
202でタイミング調整および波形整形処理(入力信号
の立上がりに同期した短いパルス幅のクロック信号の生
成)を行い、このタイミング調整回路201、202の
出力をマルチプレクサ203で選択してデータ入力用の
クロック信号CK3、CK4として供給する。
ストアドレスの下位アドレスビット信号Y0が“0”で
あるか“1”であるかに応じて、クロック信号CKをタ
イミング調整回路201で調整した出力をマルチプレク
サ203で選択してクロック信号CK3として供給し、
クロック信号の反転信号/CKをタイミング調整回路2
02で調整した出力をマルチプレクサ203で選択して
クロック信号CK4として供給するように制御する必要
がある。
段入力データレジスタである第1の入力レジスタ(図2
7中183)/第2の入力レジスタ(図27中184)
はクロック信号CKの立上がりに同期してデータを取り
込めばよい。そこで、SDR方式の動作モード時には、
図30中に示すように、クロック信号CKが入力するタ
イミング調整回路201でタイミング調整および波形整
形処理(クロック信号CKの立上がりに同期した短いパ
ルス幅のクロック信号の生成)を行い、このタイミング
調整回路201の出力をマルチプレクサ203で選択し
てデータ入力用のクロック信号CK3、CK4として供
給すればよい。
モード時、SDR方式の動作モード時のいずれにおいて
も、クロック信号CKおよびその反転信号/CKからデ
ータ入力用のクロック信号CK3、CK4を生成する際
に、前記タイミング調整回路201、202およびマル
チプレクサ203による信号遅延Td2が存在するので、
その分だけデータ入力のタイミングに遅延が生じるとい
う問題がある。
記バーストアドレスの下位アドレスビット信号Y0が
“0”であるか“1”であるかに応じてマルチプレクサ
203でデータ入力用のクロック信号CK3、CK4を
選択するように制御する必要があり、このようなタイミ
ング制御は繁雑である。
て、各バーストアドレスに対応するデータ取り込みのタ
イミングがばらつくことになる。
レス信号Aに関連するバーストアドレスA1〜A4のう
ちのA1〜A3に対応するデータ入力はクロック信号C
K3、CK4の立上がりに同期して一定のタイミングで
取り込まれ、同様に、バーストアドレスB2〜B4に対
応するデータ入力はクロック信号CK3、CK4の立上
がりに同期して一定のタイミングで取り込まれる。
4に対応するデータ入力とそれに続くアドレス信号Bに
関連するバーストアドレスB1〜B4のうちのバースト
スタートアドレスB1に対応するデータ入力はマルチプ
レクサ203での切り換えによりクロック信号CK3が
“L”レベルの期間にクロック信号CK4が連続的に立
上がるタイミングに同期して取り込まれる。
03から出力するデータ入力用のクロック信号CK3、
CK4の遅延Td2がマルチプレクサ203での切り換え
が生じることにより増大すると、バーストエンドアドレ
スA4に対応するデータ取り込みのタイミングが遅れる
ので、そのデータ取り込み期間が短くなり、それに続く
バーストスタートアドレスB1に対応するデータ取り込
み期間が長くなってしまう。結果として、データ取り込
み期間の不平衡が生じる。
が高速になるにつれて、データ取り込み間隔の短時間
化、データ取り込みタイミング自体のばらつきが一層少
ないことが要求されるので、上記したような問題は顕著
になる。
同期型SRAMは、DDR方式の動作モードにおいてデ
ータ出力用クロック信号の生成に伴う遅延Td1がデータ
出力タイミングの遅延およびデータ出力タイミングのば
らつきに影響を及ぼし、データ入力用クロック信号の生
成に伴う遅延Td2がデータ取り込みタイミングの遅延お
よびデータ取り込みタイミングのばらつきに影響を及ぼ
すという問題があった。
式の動作モードとを選択し得るように併存させる場合に
も、上記と同様の問題があった。
たもので、複数のデータバスを用いて複数のアドレスに
対するデータを並列に処理するDDR方式の動作モード
を採用する際、データ出力あるいはデータ入力のタイミ
ングの遅れやばらつきを抑制でき、動作の高速化を図り
得る半導体記憶装置を提供することを目的とする。
装置は、複数のメモリセルが行列状に配置されたメモリ
セルアレイと、前記メモリセルに読み書きされるデータ
が伝搬する複数のデータバスと、複数のアドレスに対応
する複数のメモリセルから複数のデータをほぼ同時に読
み出すように制御する読み出し制御回路と、前記複数の
データバスにそれぞれ対応して設けられた出力データレ
ジスタと、前記メモリセルから前記出力データレジスタ
までの間で前記複数のデータバスの接続関係を制御する
ことにより、前記メモリセルと出力データレジスタとの
接続関係を任意に選択する第1のデータバス制御回路と
を具備することを特徴とする。
モリセルが行列状に配置されたメモリセルアレイと、前
記メモリセルに読み書きされるデータが伝搬する複数の
データバスと、複数のアドレスに対応する複数のメモリ
セルに複数のデータをほぼ同時に書き込むように制御す
る書き込み制御回路と、前記複数のデータバスにそれぞ
れ対応して設けられた入力データレジスタと、前記入力
データレジスから前記メモリセルまでの間で前記複数の
データバスの接続関係を制御することにより、入力デー
タレジスタと前記メモリセルとの接続関係を任意に選択
する第2のデータバス制御回路とを具備することを特徴
とする。
施の形態を詳細に説明する。
RAMの全体的構成を概略的に示す。
は例えば2ビットのバーストアドレス信号を発生するた
めのバーストカウンタ、3はアドレスデコーダ、4は行
選択回路、5はメモリセルアレイ、6は列選択回路、7
はセンスアンプ・データ書き込み回路、81は第1のデ
ータバス、82は第2のデータバス、19はデータ入出
力回路である。
ように前記2つのデータバス81、82にそれぞれ対応
して設けられた複数の出力データレジスタを含むデータ
出力制御回路91(図3参照)および前記2つのデータ
バス81、82にそれぞれ対応して設けられた複数の入
力データレジスタを含むデータ入力制御回路92(図9
参照)が設けられている。
アドレスのメモリセルに対して同時にデータの読み出し
あるいは書き込みを制御し、前記複数のデータバス8
1、82との間でデータを並列に処理する読み出し/書
き込み制御回路20が設けられている。
端子11〜13から入力する3つの制御信号がコマンド
デコーダ10によりデコードされて動作モードが制御さ
れるように構成されている。例えば第1の制御信号STAR
T/STOPの論理レベルに応じてバースト動作の開始/停止
が制御され、第2の制御信号READ/WRITEの論理レベルに
応じて読み出し/書き込み動作が制御され、第3の制御
信号DOUBLE/SINGLE の論理レベルに応じてDDR方式の
動作モード/従来のSDR方式の動作モードが選択指定
される。
イ5から前記データ入出力回路19のデータ出力制御回
路91の出力データレジスタ(図3中の913、91
4)までの間で前記2つのデータバス81、82の接続
関係を制御することにより、メモリセルと複数の出力デ
ータレジスタとの接続関係を任意に選択する第1のデー
タバス制御回路21と、前記データ入出力回路19のデ
ータ入力制御回路92の入力データレジス(図9中の9
23、924)から前記メモリセルアレイ5までの間で
前記2つのデータバス81、82の接続関係を制御する
ことにより、複数の入力データレジスタとメモリセルと
の接続関係を任意に選択する第2のデータバス制御回路
22が設けられている。
ータ出力制御回路91のデータ線センスアンプの前段側
に第1のデータバス制御回路21が付加され、前記デー
タ入出力回路19のデータ入力制御回路92の入力デー
タレジスの中間段に第2のデータバス制御回路22が付
加された場合を示している。
ワード線およびビット線の各交点に対応してメモリセル
が2次元の行列(マトリクス)状に配置されたメモリセ
ル群からなる。上記メモリセルは、一対の記憶ノードに
相補的なデータを記憶し、データ線対との間でデータの
授受を行うするスタティック型メモリセル(SRAMセ
ル)である。このSRAMセルの構成の一例は、周知の
通り、センス駆動用のNMOSトランジスタ対と、負荷
用のPMOSトランジスタ対と、データトランスファー
ゲート用のNMOSトランジスタ対とからなる。
(図示せず)およびそのデコード出力によりスイッチ制
御されてセルアレイのカラム選択を行うためにカラムト
ランスファーゲート(図示せず)を含む。
モリセルアレイ5の一部のセル部に対応するカラムトラ
ンスファーゲートTG、データ線DL1、DL2、セン
スアンプS/A・データ書き込み回路Din、データバ
スの接続関係の一例を概略的に示している。
ドレスビット信号Y1、Y0で選択される連続する4カ
ラムが繰り返し、バーストアドレスビットY1、Y0よ
り1つ上位のカラムアドレスビットY2が“0”の時に
選択対象となる4カラムと、カラムアドレスビットY2
が“1”の時に選択対象となる4カラムとが交互に繰り
返す。
り1つ上位のカラムアドレスビットY3が“0”の時に
選択対象となる連続する8カラムとカラムアドレスビッ
トY3が“1”の時に選択対象となる連続する8カラム
とが交互に繰り返す。
されるメモリセルの読み出しデータを第1のデータ線D
L1に取り出し、前記信号Y0が“1”の時に選択され
るメモリセルの読み出しデータを第2のデータ線DL2
に取り出すことが可能なようにカラムトランスファーゲ
ートTG群が接続されている。
に物理アドレスが割り付けられているものとすると、前
記4カラム内の配列順位が奇数番目のカラムを第1のデ
ータ線DL1に共通に接続し、偶数番目のカラムを第2
のデータ線DL2に共通に接続するようにカラムトラン
スファーゲートTG群が接続されている。
“0”の時に選択対象となる4カラム(ここでは、物理
アドレス1〜4あるいは9〜12に相当する)とカラム
アドレスビットY2が“1”の時に選択対象となる4カ
ラム(ここでは、物理アドレス5〜8あるいは13〜1
6に相当する)との隣り合う1組(連続する8カラム)
を単位として、前記第1のデータ線DL1および第2の
データ線DL2にそれぞれセンスアンプS/A・データ
書き込み回路Dinが接続されている。
れる期間とデータ書き込み回路Dinが活性化される期
間とは異なる。また、前記第1のデータ線DL1に接続
されているセンスアンプS/A・データ書き込み回路D
inが活性化される期間と第2のデータ線DL2に接続
されているセンスアンプS/A・データ書き込み回路D
inが活性化される期間とは異なる。
それぞれ接続されて互いの活性化期間が異なっている複
数組のセンスアンプS/A・データ書き込み回路Din
は、第1のデータバス81を共通に介してデータ入出力
回路19に接続されている。
それぞれ接続されて互いの活性化期間が異なっている複
数組のセンスアンプS/A・データ書き込み回路Din
は、第2のデータバス82を介して共通に前記データ入
出力回路19に接続されている。
るセンスアンプS/Aの切り換え、データ書き込み回路
Dinの活性/非活性状態がY3=0の時に制御される
ものとすると、その隣りの連続する8カラムに対応する
センスアンプS/Aの切り換え、データ書き込み回路D
inの活性/非活性状態はY3=1の時に制御される。
前記信号Y0が“0”の時に選択されるメモリセル/信
号Y0が“1”の時に選択されるメモリセルに応じて第
1のデータバス21/第2のデータバス22に接続され
るようになっている。
のアドレスでそれぞれ指定される2つのセルと前記デー
タ入出力回路19の間で、前記2つのデータバス81、
82を介して同時に書き込みあるいは読み出しを行う
(つまり、2つのセルデータが衝突することなく、同時
に書き込みあるいは読み出しを行う)ことが可能になっ
ている。
データ出力制御回路91および第1のデータバス制御回
路21の一例を示している。
ータバス81に接続された第1のデータ線センスアンプ
911と、この第1のデータ線センスアンプの後段に接
続された第1の出力データレジスタ913と、この第1
の出力データレジスタの後段に接続された第1のトラン
スファゲート915と、前記第2のデータバス82に接
続された第2のデータ線センスアンプ912と、この第
2のデータ線センスアンプの後段に接続された第2の出
力データレジスタ914と、この第2の出力データレジ
スタの後段に接続された第2のトランスファゲート91
6と、前記第1のトランスファゲート915および第2
のトランスファゲート916の各出力端側に共通に接続
された出力バッファ917とからなる。
2の出力データレジスタ914は、それぞれクロック信
号CKの立上がりに同期してデータを取り込むものであ
る。また、前記第1のトランスファゲート915は、ク
ロック信号CKが“H”レベルの期間にデータを転送
し、前記第2のトランスファゲート916は、クロック
信号CKの反転信号/CKが“H”レベルの期間(クロ
ック信号CKが“L”レベルの期間)にデータを転送す
るものである。
は、データ出力制御回路91のデータ線センスアンプ9
11、912の前段側に付加されており、第1のデータ
バス81に挿入された第1のスイッチ回路211と、第
2のデータバス82と第1のデータバス81との間に挿
入された第2のスイッチ回路212と、第1のデータバ
ス81と第2のデータバス82との間に挿入された第3
のスイッチ回路213と、第2のデータバス82に挿入
された第4のスイッチ回路214とからなる。
ランスファゲート用のMOSトランジスタからなり、前
記出力データレジスタ913、914が駆動されるタイ
ミングとは独立に設定されるタイミングでデータバスの
接続関係を制御するように制御される。
モードにおいて図3中の第1のデータバス制御回路21
がデータ転送経路を制御する2つの態様を示している。
Y0が“0”の時に連続する2アドレス分のメモリセル
から第1のデータバス81/第2のデータバス82に読
み出された各データが第1のデータバス制御回路21の
第1のスイッチ回路211/第4のスイッチ回路214
を対応して通過して2つのデータ線センスアンプ91
1、912にそれぞれ対応して入力される、つまり、第
1のデータバス制御回路21を経由する際に転送バスが
入れ替えられない場合を示している。
Y0が“1”の時に連続する2アドレス分のメモリセル
から第1のデータバス81/第2のデータバス82に読
み出された各データが第1のデータバス制御回路21の
第3のスイッチ回路213/第2のスイッチ回路214
を対応して通過して2つのデータ線センスアンプ91
2、911にそれぞれ対応して入力される、つまり、第
1のデータバス制御回路21を経由する際に転送バスが
入れ替えられる場合を示している。
DR方式の動作モードにおけるデータ読み出し動作のタ
イミングを示している。
同期して2つのアドレス信号A、B(それぞれ例えば1
8ビット)が引き続き取り込まれる様子を示している。
ンタ(図1中2)で発生させた2ビットのバーストアド
レス信号のうちの下位ビットが“0”のアドレスであ
り、アドレス信号Bは、バーストカウンタ(図1中2)
で発生させた2ビットのバーストアドレス信号のうちの
下位ビットが“1”のアドレスである。
(図1中2)によって、アドレス信号Aに対してバース
トアドレス信号がA1、A2、A3、A4と連続的に発
生され、アドレス信号Bに対してはバーストアドレス信
号がB1、B2、B3、B4と連続的に発生される。
は、バーストアドレス信号A1、A2、A3、A4の下
位アドレスビットY0が“0”からスタートし、0、
1、0、1と変化する。また、アドレス信号Bに対して
は、前記バーストアドレス信号B1、B2、B3、B4
の下位アドレスビットY0が“1”からスタートし、
1、0、1、0と変化する。
は、第1のデータバス81にデータを読み出すべきメモ
リセルを選択し、バーストアドレスA2、A4の時は、
第2のデータバス82にデータを読み出すべきメモリセ
ルを選択する。
は、第2のデータバス82にデータを読み出すべきメモ
リセルを選択し、バーストアドレスB2、B4の時は、
第1のデータバス81にデータを読み出すべきメモリセ
ルを選択する。
方式のデータ読み出し動作を説明する。
同期してアドレス信号Aがアドレスレジスタ(図1中
1)に取り込まれる。
同期して2つのバーストアドレスA1、A2に対するメ
モリセルのデータ(A1、A2)が同時に読み出され、
2つのデータバス81、82に読み出される。この場
合、バーストアドレスA1の読み出しデータ(A1)は
第1のデータバス81に読み出され、バーストアドレス
A2の読み出しデータ(A2)は第2のデータバス82
に読み出される。
のデータバス81/第2のデータバス82)に読み出さ
れた2アドレス分のデータ(A1、A2)は、図4
(a)に示すように転送バスが入れ替えられない状態に
制御されている第1のデータバス制御回路21を通過し
て2つのデータ線センスアンプ911、912にそれぞ
れ対応して入力され、それぞれ増幅される。
上がりに同期して前記2つのデータ線センスアンプ91
1、912の出力データ(A1、A2)が対応して第1
の出力レジスタ913/第2の出力レジスタ914に取
り込まれる。このように取り込まれた2アドレス分のデ
ータ(A1、A2)がそれぞれ対応してクロック信号C
Kの“H”レベルの期間、“L”レベルの期間にそれぞ
れ対応してデータ線トランスファーゲート915、91
6を介して順に出力バッファ回路917へ出力されて増
幅され、さらにチップ外部へ出力される。
同期して2つのバーストアドレスA3、A4に対するメ
モリセルのデータ(A3、A4)が同時に読み出され、
2つのデータバスに読み出される。この場合、バースト
アドレスA3の読み出しデータ(A3)は第1のデータ
バス81に読み出され、バーストアドレスA4の読み出
しデータ(A4)は第2のデータバス82に読み出さ
れ、これらの読み出しデータ(A3、A4)は転送バス
が入れ替えられない状態の第1のデータバス制御回路2
1を通過して2つのデータ線センスアンプ911、91
2にそれぞれ対応して入力され、それぞれ増幅される。
上がりに同期してアドレス信号Bがアドレスレジスタ
(図1中1)に取り込まれるとともに、前記2つのデー
タ線センスアンプ911、912の出力データ(A3、
A4)が対応して第1の出力レジスタ913/第2の出
力レジスタ914に取り込まれる。このように取り込ま
れた2アドレス分のデータ(A3、A4)がそれぞれ対
応してクロック信号CKの“H”レベルの期間、“L”
レベルの期間にそれぞれ対応してデータ線トランスファ
ーゲート915、916を介して順に出力バッファ回路
917へ出力されて増幅され、さらにチップ外部へ出力
される。
同期して、2つのバーストアドレスB1、B2に対する
メモリセルのデータ(B1、B2)が同時に読み出さ
れ、2つのデータバスに読み出される。この場合、バー
ストアドレスB1の時の読み出しデータ(B1)は第2
のデータバス82に読み出され、バーストアドレスB2
の時の読み出しデータ(B2)は第1のデータバス81
に読み出され、これらの読み出しデータ(B2、B1)
は、図4(b)に示すように転送バスが入れ替えられた
状態に制御されている第1のデータバス制御回路21を
通過して2つのデータ線センスアンプ911、912に
それぞれ対応して入力され、それぞれ増幅される。
上がりに同期して前記2つのデータ線センスアンプ91
1、912の出力データ(B1、B2)が対応して第1
の出力レジスタ913/第2の出力レジスタ914に取
り込まれる。このように取り込まれた2アドレス分のデ
ータ(B1、B2)がそれぞれ対応してクロック信号C
Kの“H”レベルの期間、“L”レベルの期間にそれぞ
れ対応してデータ線トランスファーゲート915、91
6を介して順に出力バッファ回路917へ出力されて増
幅され、さらにチップ外部へ出力される。
同期して、2つのバーストアドレスB3、B4に対する
メモリセルのデータ(B3、B4)が同時に読み出さ
れ、2つのデータバスに読み出される。この場合、バー
ストアドレスB3の時の読み出しデータ(B3)は第2
のデータバス82に読み出され、バーストアドレスB4
の時の読み出しデータ(B4)は第1のデータバス82
に読み出され、これらの読み出しデータ(B4、B3)
は転送バスが入れ替えられた状態の第1のデータバス制
御回路21を通過して2つのデータ線センスアンプ91
1、912にそれぞれ対応して入力され、それぞれ増幅
される。
上がりに同期して前記2つのデータ線センスアンプ91
1、912の出力データ(B3、B4)が対応して第1
の出力レジスタ913/第2の出力レジスタ914に取
り込まれる。このように取り込まれた2アドレス分のデ
ータ(B3、B4)がそれぞれ対応してクロック信号C
Kの“H”レベルの期間、“L”レベルの期間にそれぞ
れ対応してデータ線トランスファーゲート915、91
6を介して順に出力バッファ回路917へ出力されて増
幅され、さらにチップ外部へ出力される。
モードにおいて図3中の第1のデータバス制御回路21
がデータ転送経路を制御する2つの態様を示している。
Y0が“0”の時にメモリセルから第1のデータバス8
1に読み出されたデータが第1のデータバス制御回路2
1の第1のスイッチ回路211および第3のスイッチ回
路213を対応して通過して2つのデータ線センスアン
プ911、912にそれぞれ入力される、つまり、第1
のデータバス81のデータが第2のデータバス82にも
転送される場合を示している。
Y0が“1”の時にメモリセルから第2のデータバス8
2に読み出されたデータが第1のデータバス制御回路2
1の第2のスイッチ回路212および第4のスイッチ回
路214を対応して通過して2つのデータ線センスアン
プ911、912にそれぞれ入力される、つまり、第2
のデータバス82のデータが第1のデータバス81にも
転送される場合を示している。
DR方式の動作モードにおけるデータ読み出し動作のタ
イミングを示している。
同期して2つのアドレス信号A、Bが引き続き取り込ま
れる様子を示している。
レス信号のうちの下位アドレスビット信号Y0が“0”
であり、メモリチップ内部ではバーストカウンタ(図1
中2)によってアドレス信号Aに対してバーストアドレ
スがA1、A2と連続的に発生される。この場合、アド
レス信号Aに対しては信号Y0が“0”からスタートす
るものであり、前記バーストアドレスA1、A2は0、
1と変化する。
のデータバス81にデータを読み出すべきメモリセルを
選択し、バーストアドレスA2の時は第2のデータバス
82にデータを読み出すべきメモリセルを選択する。
のうちの下位アドレスビット信号Y0が“1”であり、
メモリチップ内部ではバーストカウンタ(図1中2)に
よってアドレス信号Bに対してバーストアドレスがB
1、B2と連続的に発生される。この場合、アドレス信
号Bに対しては信号Y0が“1”からスタートするもの
であり、前記バーストアドレスB1、B2は1、0と変
化する。
のデータバス82にデータを読み出すべきメモリセルを
選択し、バーストアドレスB2の時は第1のデータバス
81にデータを読み出すべきメモリセルを選択する。
方式のデータ読み出し動作を説明する。
してアドレス信号Aがアドレスレジスタ(図1中1)に
取り込まれる。
同期して、バーストアドレスA1のメモリセルのデータ
(A1)が読み出され、第1のデータバス81に読み出
される。このように第1のデータバス81に読み出され
たデータ(A1)は、図6(a)に示すように第1のデ
ータバス81のデータが第2のデータバス82にも転送
される状態に制御されている第1のデータバス制御回路
21を通過して2つのデータ線センスアンプ911、9
12に入力され、それぞれ増幅される。
上がりに同期して前記2つのデータ線センスアンプ91
1、912の出力データ(A1)が第1の出力レジスタ
913/第2の出力レジスタ914に取り込まれる。こ
のように取り込まれたデータ(A1)がクロック信号C
Kの“H”レベルの期間、“L”レベルの期間にそれぞ
れ対応してデータ線トランスファーゲート915、91
6を介して出力バッファ回路917へ出力されて増幅さ
れ、さらにチップ外部へ出力される。
同期して、バーストアドレスA2のメモリセルのデータ
(A2)が読み出され、第2のデータバス82に読み出
される。このように第2のデータバス82に読み出され
たデータ(A2)は、図6(b)に示すように第2のデ
ータバス82のデータが第1のデータバス81にも転送
される状態に制御されている第1のデータバス制御回路
21を通過して2つのデータ線センスアンプ911、9
12に入力され、それぞれ増幅される。
上がりに同期してアドレス信号Bがアドレスレジスタ
(図1中1)に取り込まれるとともに、前記2つのデー
タ線センスアンプ911、912の出力データ(A2)
が第1の出力レジスタ913/第2の出力レジスタ91
4に取り込まれる。このように取り込まれたデータ(A
2)がクロック信号CKの“H”レベルの期間、“L”
レベルの期間にそれぞれ対応してデータ線トランスファ
ーゲート915、916を介して出力バッファ回路91
7へ出力されて増幅され、さらにチップ外部へ出力され
る。
同期して、バーストアドレスB1のメモリセルのデータ
(B1)が読み出され、第2のデータバス82に読み出
される。このように第2のデータバス82に読み出され
たデータ(B1)は、図6(b)に示すように第2のデ
ータバス82のデータが第1のデータバス81にも転送
される状態に制御されている第1のデータバス制御回路
21を通過して2つのデータ線センスアンプ911、9
12に入力され、それぞれ増幅される。
上がりに同期して前記2つのデータ線センスアンプ91
1、912の出力データ(B1)が第1の出力レジスタ
913/第2の出力レジスタ914に取り込まれる。こ
のように取り込まれたデータ(B1)がクロック信号C
Kの“H”レベルの期間、“L”レベルの期間にそれぞ
れ対応してデータ線トランスファーゲート915、91
6を介して出力バッファ回路917へ出力されて増幅さ
れ、さらにチップ外部へ出力される。
同期して、バーストアドレスB2のメモリセルのデータ
(B2)が読み出され、第1のデータバス81に読み出
される。このように第1のデータバス81に読み出され
たデータ(B2)は、図6(a)に示すように第1のデ
ータバス81のデータが第2のデータバス82にも転送
される状態に制御されている第1のデータバス制御回路
21を通過して2つのデータ線センスアンプ911、9
12に入力され、それぞれ増幅される。
上がりに同期して前記2つのデータ線センスアンプ91
1、912の出力データ(B2)が第1の出力レジスタ
913/第2の出力レジスタ914に取り込まれる。こ
のように取り込まれたデータ(B2)がクロック信号C
Kの“H”レベルの期間、“L”レベルの期間にそれぞ
れ対応してデータ線トランスファーゲート915、91
6を介して出力バッファ回路917へ出力されて増幅さ
れ、さらにチップ外部へ出力される。
ータ読み出し系の動作によれば、データ出力制御回路9
1の出力データレジスタ913、914の前段側でデー
タバスの接続制御を行うことにより、2つのデータバス
81、82に対応して挿入されている2つのデータ線ト
ランスファーゲート915、916による転送期間を対
応してクロック信号CKおよびその反転信号/CKによ
るタイミングに固的にの設定することが可能になる。
ート915、916のタイミング制御に起因するデータ
出力タイミングの遅れやばらつきが発生することはな
い。
82のうちの一方のデータバス81に挿入されているデ
ータ線センスアンプ911およびその入力側に接続され
ているスイッチ回路(第1のデータバス制御回路21の
一部)を代表的に取り出してその一例を示している。
型センスアンプ、P1はそれぞれ相補的なデータバス対
BUS1、/BUS1(前記第1のデータバス81に対
応する)と上記ラッチ型センスアンプの2個の入力ノー
ドとの間に挿入された前記第1のスイッチ回路(図3中
211)用のPMOSトランジスタ、P2はそれぞれ相
補的なデータバス対BUS2、/BUS2(前記第2の
データバス82に対応する)と上記ラッチ型センスアン
プの2個の入力ノードとの間に挿入された前記第2のス
イッチ回路(図3中212)用のPMOSトランジスタ
である。
センスアンプの2個の入力ノードとの間にソース・ドレ
イン間が接続され、ゲートにプリチャージ信号PRが印
加されるプリチャージ用のPMOSトランジスタであ
る。
SトランジスタP1および第2のスイッチ回路用のPM
OSトランジスタP2のオン/オフ状態を切換制御する
ためのスイッチ制御回路である。
入出力ノードが交差接続された2個のCMOS型インバ
ータの各NMOSトランジスタのソース同士の共通接続
ノードと接地ノードとの間にセンスアンプ駆動用のNM
OSトランジスタN1のドレイン・ソース間が接続され
てなり、上記NMOSトランジスタN1のゲートにセン
スイネーブル信号SENが印加される。
ッチ回路用のPMOSトランジスタP1をオンさせたい
場合に“L”状態になる信号aが入力する第1のインバ
ータ回路IV1と、前記第2のスイッチ回路用のPMO
SトランジスタP2をオンさせたい場合に“L”状態に
なる信号bが入力する第2のインバータ回路IV2と、
上記第1のインバータ回路IV1の出力と前記センスイ
ネーブル信号SENが入力する第1のナンド回路NAN
D1と、前記第2のインバータ回路IV2の出力とセン
スイネーブル信号SENが入力する第2のナンド回路N
AND2からなる。そして、上記第1のナンド回路NA
ND1の出力を前記第1のスイッチ回路用のPMOSト
ランジスタP1のゲートに印加し、前記第2のナンド回
路NAND2の出力を前記第2のスイッチ回路用のPM
OSトランジスタP2のゲートに印加する。
US1)、(BUS2、/BUS2)からセンスアンプ
80にデータを取り込む箇所にデータバス選択機能を持
たせている(第1のデータバス制御回路21のスイッチ
素子P1、P2を接続している)ので、センスアンプ8
0の動作速度の低下を防止することができる。
/BUS1)、(BUS2、/BUS2)は非常に長い
配線であってその寄生容量が大きく、前記したようなス
イッチ素子を付加することによって新たに付加される寄
生容量(この場合にはスイッチ回路用のPMOSトラン
ジスタP1、P2の接合容量)がデータバスの寄生容量
の1/1000程度と非常に小さいので、センスアンプ
80の動作速度への悪影響を殆んど無視できるからであ
る。
および第2のデータバス制御回路22の一例を示してい
る。
は入力端子、922は入力バッファ回路、923および
924は前記入力バッファ回路の後段側にそれぞれ接続
された初段入力データレジスタである第1の入力レジス
タおよび第2の入力レジスタ、925および926はそ
れぞれ対応して前記第1の入力レジスタ923の後段側
の第1のデータバス81および第2の入力レジスタ92
4の後段側の第2のデータバス82に接続された次段入
力データレジスタである第3の入力レジスタおよび第4
の入力レジスタ、927および928はそれぞれ対応し
て前記第3の入力レジスタの後段側および第4の入力レ
ジスタの後段側に接続されたデータ線アンプである。
3の入力データレジスタ925および第4の入力データ
レジスタ926は、それぞれクロック信号CKの立上が
りに同期してデータを取り込むものである。また、前記
第2の入力データレジスタ924は、クロック信号CK
の反転信号/CKの立上がりに同期してデータを取り込
むものである。
例では、前記第1の入力レジスタ923・第2の入力レ
ジスタ924の組と第3の入力レジスタ925・第4の
入力レジスタ926の組との間に挿入されている。
1のデータバス81に挿入された第1のスイッチ回路2
21と、第2のデータバス82と第1のデータバス81
との間に挿入された第2のスイッチ回路222と、第1
のデータバス81と第2のデータバス82との間に挿入
された第3のスイッチ回路223と、第2のデータバス
82に挿入された第4のスイッチ回路224とからな
る。
ランスファゲート用のMOSトランジスタからなり、前
記各入力レジスタが駆動されるタイミングとは独立に設
定されるタイミングでデータバスの接続関係を制御する
ように制御される。
データバス制御回路22がDDR方式の動作モードにお
いてデータ転送経路を制御する2つの態様を示してい
る。
号Y0が“0”の時の入力データが第1の入力レジスタ
923/第2の入力レジスタ924に取り込まれた連続
する2アドレス分のデータが、第2のデータバス制御回
路22の第1のスイッチ回路221および第4のスイッ
チ回路224を対応して通過して第3の入力レジスタ9
25/第4の入力レジスタ926にそれぞれ対応して入
力される、つまり、第2のデータバス制御回路22を経
由する際に転送バスが入れ替えられない場合を示してい
る。
号Y0が“1”の時の入力データが第1の入力レジスタ
/第2の入力レジスタに取り込まれた連続する2アドレ
ス分のデータが、第2のデータバス制御回路22の第3
のスイッチ回路223および第2のスイッチ回路222
を対応して通過して第3の入力レジスタ925/第4の
入力レジスタ926にそれぞれ対応して入力される、つ
まり、第2のデータバス制御回路22を経由する際に転
送バスが入れ替えられる場合を示している。
DDR方式の動作モードにおけるデータ書き込み動作の
タイミングを示している。
に同期して2つのアドレス信号A、Bが引き続き取り込
まれる様子を示している。
レスのうちの下位アドレスビットY0が“0”のアドレ
スであり、アドレス信号Bは、バーストアドレスのうち
の下位アドレスビットY0が“1”のアドレスである。
(図1中2)によって、アドレス信号Aに対してバース
トアドレスがA1、A2、A3、A4と連続的に発生さ
れ、アドレス信号Bに対してはバーストアドレスがB
1、B2、B3、B4と連続的に発生される。
記バーストアドレスA1、A2、A3、A4の下位アド
レスビットY0が“0”からスタートし、0、1、0、
1と変化する。また、アドレス信号Bに対しては、前記
バーストアドレスB1、B2、B3、B4の下位アドレ
スビットY0が“1”からスタートし、1、0、1、0
と変化する。
は第1のデータバス81のデータを書き込むべきメモリ
セルを選択し、バーストアドレスA2、A4の時は第2
のデータバス82のデータを書き込むべきメモリセルを
選択する。
第2のデータバス82のデータを書き込むべきメモリセ
ルを選択し、バーストアドレスB2、B4の時は第1の
データバス81のデータを書き込むべきメモリセルを選
択する。
おいて、1、3、5…番目のデータはクロック信号CK
の立上がりに同期して順次入力され、2、4、6…番目
のデータはクロック信号CKの立下がりに同期して順次
入力される。即ち、クロック信号CKの立上がりに同期
してバーストアドレスA1、A3、B1、B3のメモリ
セルに書き込むべきデータが順次入力され、クロック信
号CKの立下がりに同期してバーストアドレスA2、A
4、B2、B4のメモリセルに書き込むべきデータが順
次入力される。
DR方式のデータ書き込み動作を説明する。
してアドレス信号Aがアドレスレジスタ(図1中1)に
取り込まれる。
スA1、A2のメモリセルが同時に選択され、クロック
信号CKの立上がり、立下がりに同期して2アドレス分
の書き込み入力データ(A1、A2)がチップ外部から
入力端子921を介して順次入力される。即ち、クロッ
ク信号CKの立上がりに同期してバーストアドレスA1
のメモリセルに書き込むべきデータ(A1)が入力さ
れ、クロック信号CKの立下がりに同期してバーストア
ドレスA2のメモリセルに書き込むべきデータ(A2)
が入力される。
タ(A1、A2)は、入力バッファ回路922により増
幅された後、それぞれ対応してクロック信号CKの立上
がりおよびその反転信号/CKの立上がりに同期して初
段入力データレジスタである第1の入力レジスタ923
/第2の入力レジスタ924に分かれて取り込まれる。
この場合、バーストアドレスA1のメモリセルに書き込
むべきデータは第1の入力レジスタ923に取り込ま
れ、バーストアドレスA2のメモリセルに書き込むべき
データは第2の入力レジスタ924に取り込まれる。
上がりに同期してアドレス信号Bがアドレスレジスタ
(図1中1)取り込まれるとともに、前記第1の入力レ
ジスタ923/第2の入力レジスタ924の2アドレス
分のデータ(A1、A2)が、図10(a)に示すよう
に転送バスが入れ替えられない状態に制御された第2の
データバス制御回路22を経由して次段入力データレジ
スタである第3の入力レジスタ925/第4の入力レジ
スタ926にそれぞれ対応して転送される。この第3の
入力レジスタ925/第4の入力レジスタ926に取り
込まれた2アドレス分のデータ(A1、A2)は、それ
ぞれ対応してデータ線アンプ927、928により増幅
された後、第1のデータバス81/第2のデータバス8
2に転送され、バーストアドレスA1、A2のメモリセ
ルに書き込まれる。
アドレスA3、A4のメモリセルに対応する2アドレス
分の書き込み入力データ(A3、A4)が、クロック信
号CKの立上がり、立下がりに同期してチップ外部から
順次入力される。即ち、クロック信号CKの立上がりに
同期してバーストアドレスA3のメモリセルに書き込む
べきデータ(A3)が入力され、クロック信号CKの立
下がりに同期してバーストアドレスA4のメモリセルに
書き込むべきデータ(A4)が入力される。
タ(A3、A4)は、入力バッファ回路922により増
幅された後、それぞれ対応して前記クロック信号CKの
立上がりおよびその反転信号/CKの立上がりに同期し
て第1の入力レジスタ923/第2の入力レジスタ92
4に分かれて取り込まれる。この場合、バーストアドレ
スA3のメモリセルに書き込むべきデータは第1の入力
レジスタ923に取り込まれ、バーストアドレスA4の
メモリセルに書き込むべきデータは第2の入力レジスタ
924に取り込まれる。
タ923/第2の入力レジスタ924の2アドレス分の
データ(A3、A4)が、図10(a)に示すように転
送バスが入れ替えられない状態に制御された第2のデー
タバス制御回路22を経由し、クロック信号CKの立上
がりに同期して第3の入力レジスタ925/第4の入力
レジスタ926にそれぞれ対応して転送される。
力レジスタ926に取り込まれた2アドレス分のデータ
(A3、A4)は、それぞれ対応してデータ線アンプ9
27、928により増幅された後、第1のデータバス8
1/第2のデータバス82に転送され、バーストアドレ
スA3、A4のメモリセルに書き込まれる。
アドレスB1、B2のメモリセルに対応する2アドレス
分の書き込み入力データ(B1、B2)が、クロック信
号CKの立上がり、立下がりに同期してチップ外部から
順次入力される。即ち、クロック信号CKの立上がりに
同期してバーストアドレスB1のメモリセルに書き込む
べきデータ(B1)が入力され、クロック信号CKの立
下がりに同期してバーストアドレスB2のメモリセルに
書き込むべきデータ(B2)が入力される。
タ(B1、B2)は、入力バッファ回路922により増
幅された後、それぞれ対応して前記クロック信号CKの
立上がりおよびその反転信号/CKの立上がりに同期し
て第1の入力レジスタ923/第2の入力レジスタ92
4に分かれて取り込まれる。この場合、バーストアドレ
スB1のメモリセルに書き込むべきデータは第1の入力
レジスタ923に取り込まれ、バーストアドレスB2の
メモリセルに書き込むべきデータは第2の入力レジスタ
924に取り込まれる。
タ923/第2の入力レジスタ924の2アドレス分の
データ(B1、B2)が、図10(b)に示すように転
送バスが入れ替えられる状態に制御された第2のデータ
バス制御回路22を経由し、クロック信号CKの立上が
りに同期して第4の入力レジスタ926/第3の入力レ
ジスタ925にそれぞれ対応して転送される。
力レジスタ926に取り込まれた2アドレス分のデータ
(B2、B1)は、それぞれ対応してデータ線アンプ9
27、928により増幅された後、第1のデータバス8
1/第2のデータバス82に転送され、バーストアドレ
スB2、B1のメモリセルに書き込まれる。
アドレスB3、B4のメモリセルに対応する2アドレス
分の書き込み入力データ(B3、B4)が、クロック信
号CKの立上がり、立下がりに同期してチップ外部から
順次入力される。即ち、クロック信号CKの立上がりに
同期してバーストアドレスB3のメモリセルに書き込む
べきデータ(B3)が入力され、クロック信号CKの立
下がりに同期してバーストアドレスB4のメモリセルに
書き込むべきデータ(B4)が入力される。
タ(B3、B4)は、入力バッファ回路922により増
幅された後、それぞれ対応して前記クロック信号CKの
立上がりおよびその反転信号/CKの立上がりに同期し
て第1の入力レジスタ923/第2の入力レジスタ92
4に分かれて取り込まれる。この場合、バーストアドレ
スB3のメモリセルに書き込むべきデータは第1の入力
レジスタ923に取り込まれ、バーストアドレスB4の
メモリセルに書き込むべきデータは第2の入力レジスタ
924に取り込まれる。
タ923/第2の入力レジスタ924の2アドレス分の
データ(B3、B4)が、図10(b)に示すように転
送バスが入れ替えられる状態に制御された第2のデータ
バス制御回路22を経由し、クロック信号CKの立上が
りに同期して第4の入力レジスタ926/第3の入力レ
ジスタ925にそれぞれ対応して転送される。
力レジスタ926に取り込まれた2アドレス分のデータ
(B4、B3)は、それぞれ対応してデータ線アンプ9
27、928により増幅された後、第1のデータバス8
1/第2のデータバス82に転送され、バーストアドレ
スB4、B3のメモリセルに書き込まれる。
ス制御回路22がSDR方式の動作モードにおいてデー
タ転送経路を制御する態様を示している。
の入力レジスタ913のデータが、第2のデータバス制
御回路22の第1のスイッチ回路221および第3のス
イッチ回路223を対応して通過して第3の入力レジス
タ925/第4の入力レジスタ926にそれぞれ入力さ
れる、つまり、第1のデータバス81のデータが第2の
データバス82にも転送される。
SDR方式の動作モードにおけるデータ書き込み動作の
タイミングを示している。
照しながら、SDR方式のデータ書き込み動作を説明す
る。
データを、初段入力データレジスタである第1の入力レ
ジスタ923/第2の入力レジスタ924のうちの第1
の入力レジスタ923に外部クロック信号CKの立上が
り同期して取り込めばよい。
してアドレスAがアドレスレジスタ(図1中2)に取り
込まれる。
のメモリセルが選択され、クロック信号CKの立上がり
に同期してバーストアドレスA1のメモリセルに対応す
る書き込み入力データ(A1)がチップ外部から入力端
子921を介して入力される。
入力バッファ回路922により増幅された後、クロック
信号CKの立上がりに同期して第1の入力レジスタ92
3に取り込まれる。
上がりに同期してアドレスBがアドレスレジスタ(図1
中2)に取り込まれるとともに、前記第1の入力レジス
タ923のデータ(A1)が、図10(c)に示すよう
に第1のデータバス81のデータを第2のデータバス8
2にも転送する状態に制御された第2のデータバス制御
回路22を経由して次段入力データレジスタである第3
の入力レジスタ925/第4の入力レジスタ926にそ
れぞれ転送される。
力レジスタ926に取り込まれたデータ(A1)は、デ
ータ線アンプ927、928により増幅された後、第1
のデータバス81/第2のデータバス82に転送され、
バーストアドレスA1のメモリセルに書き込まれる。
スA2のメモリセルに対応する書き込み入力データ(A
2)が、クロック信号CKの立上がりに同期してチップ
外部から入力される。このように入力されるデータ(A
2)は、入力バッファ回路922により増幅された後、
クロック信号CKの立上がりに同期して第1の入力レジ
スタ923に取り込まれる。
23のデータ(A2)が、第2のデータバス制御回路2
2を経由し、クロック信号CKの立上がりに同期して第
3の入力レジスタ925/第4の入力レジスタ926に
それぞれ対応して転送される。
力レジスタ926に取り込まれたデータ(A2)は、デ
ータ線アンプ927、928により増幅された後、第1
のデータバス81/第2のデータバス82に転送され、
バーストアドレスA2のメモリセルに書き込まれる。
スB1のメモリセルに対応する書き込み入力データ(B
1)が、クロック信号CKの立上がりに同期してチップ
外部から入力される。このように入力されるデータ(B
1)は、入力バッファ回路922により増幅された後、
クロック信号CKの立上がりに同期して第1の入力レジ
スタ923に取り込まれる。
23のデータ(B1)が、第2のデータバス制御回路2
2を経由し、クロック信号CKの立上がりに同期して第
3の入力レジスタ925/第4の入力レジスタ926に
それぞれ対応して転送される。
力レジスタ926に取り込まれた(B1)は、データ線
アンプ927、928により増幅された後、第1のデー
タバス81/第2のデータバス82に転送され、バース
トアドレスB1のメモリセルに書き込まれる。
スB2のメモリセルに対応する書き込み入力データ(B
2)が、クロック信号CKの立上がり、立下がりに同期
してチップ外部から入力される。このように入力される
データ(B2)は、入力バッファ回路922により増幅
された後、クロック信号CKの立上がりに同期して第1
の入力レジスタ923に取り込まれる。
23のデータ(B2)が、第2のデータバス制御回路2
2を経由し、クロック信号CKの立上がりに同期して第
3の入力レジスタ925/第4の入力レジスタ926に
それぞれ対応して転送される。
力レジスタ926に取り込まれたデータ(B2)は、デ
ータ線アンプ927、928により増幅された後、第1
のデータバス81/第2のデータバス82に転送され、
バーストアドレスB2のメモリセルに書き込まれる。
SRAMによれば、クロック信号CKによるデータ出力
制御回路91の複数の出力データレジスタに対する制御
タイミング、データ入力制御回路92の複数の入力デー
タレジスタに対する制御タイミングを固定したままデー
タバスを切換制御することにより、DDR方式/SDR
方式の動作モードに対応できる。
により、複数の出力データレジスタあるいは複数の入力
データレジスタを駆動するための特別な内部クロック信
号を生成する必要がないので、内部クロック信号の生成
に起因するデータ入出力タイミングの遅れが発生する余
地がない。
力データレジスタ、データ入力制御回路92の複数の入
力データレジスタに対する制御タイミングは、常にクロ
ック信号CKにより決まり、不変であるので、データ入
出力タイミングのばらつきが発生する余地がない。
合でもデータ入出力タイミングの遅れやばらつきが問題
になることはなく、メモリ動作の高速化が可能になる。
ロック入力に同期して動作し、外部から取り込まれるア
ドレス信号に基づいてメモリチップ内部でバーストアド
レス信号を自己発生して読み出し/書き込みを行う動作
モードを有する同期型のSRAMにおいて、アドレス入
力の次のサイクルに書込みデータの取り込みを行い、さ
らに次のライトサイクルでメモリセルアレイへのデータ
の書込みを行うレイトライト方式を採用している。
る同期型のSRAMは、外部から見た時のデータのコヒ
ーレンシー(アドレス入力とデータとの整合性)を保持
するための対策を施すことが望ましく、以下、データの
コヒーレンシーを考慮した第2の実施の形態を説明す
る。
照して前述した同期型SRAMの構成と基本的に同様の
構成を有するものであるが、SRAM外部から見た時の
データのコヒーレンシー(アドレス入力とデータとの整
合性)を保持するための主要部を取り出して概略的に示
している。
18ビットのアドレス信号のうちの上位16ビットをプ
リデコードするプリデコーダを設けておき、前記アドレ
ス信号のうちの例えば9ビットのカラムアドレス信号の
うちバーストアドレス信号として割り当てられる下位2
ビットA1、A0をバーストアドレスカウンタ2に入力
してそのスタートアドレスとし、前記プリデコーダの出
力が入力するアドレスレジスタの出力および前記バース
トアドレスカウンタ2の出力が入力するアドレスレジス
タの出力をアドレスデコーダ(図1中の3)に入力する
ようにしている。
ト動作のモードを指定するためのバーストオーダー信号
を受けて、DDR方式の動作モードとSDR方式の動作
モードに選択的に対応するようにリニアモードあるいは
インターリーブモードのバーストアドレス信号を選択的
に発生可能なように構成されている。
前記18ビットのアドレス信号のうちバーストアドレス
信号として割り当てられる下位2ビットA1、A0が入
力し、この2ビットの入力信号A1、A0に基づいてバ
ーストアドレス信号を図18乃至図21に示すように動
作モードに応じて発生する。
ついて、図18乃至図21を参照して説明する。
ニアモードの時には、外部アドレス入力をスタートアド
レスとして順番にインクリメントするようにバーストア
ドレスが進行する。
ドレスが(0,0)の時には、(0,0)→(0,1)
→(1,0)→(1,1)とバーストアドレスが進行
し、スタートアドレスが(0,1)の時には、(0,
1)→(1,0)→(1,1)→(0,0)とバースト
アドレスが進行し、スタートアドレスが(1,0)の時
には、(1,0)→(1,1)→(0,0)→(0,
1)とバーストアドレスが進行し、スタートアドレスが
(1,1)の時には、(1,1)→(0,0)→(0,
1)→(1,0)とバーストアドレスが進行する。
ンターリーブモードの時には、外部アドレス入力をスタ
ートアドレスとし、図19に示すようにバーストアドレ
スが進行する。
ニアモードの時には、前述したSDR方式の動作モード
におけるリニアモードのアドレスおよびその次のアドレ
ス、つまり、2つの連続するアドレス信号が対となっ
て、図20に示すように、スタートアドレスから順番に
インクリメントするようにバーストアドレスが進行す
る。
ンターリーブモードの時には、前述したSDR方式の動
作モードにおけるインターリーブモードのアドレスおよ
びその隣りのアドレス、つまり、2つの連続するアドレ
ス信号が対となって、図21に示すように、スタートア
ドレスからバーストアドレスが進行する。
示したアドレスデコーダ3・行選択回路4・メモリセル
アレイ5・列選択回路6およびセンスアンプ・データ書
込み回路7などを含むSRAMコア部、81および82
は図9中に示した第1のデータバス81と第2のデータ
バス82に相当するライトバス、923および924は
図9中に示したデータ入力制御回路92の前段側の第1
の入力レジスタ923および第2の入力レジスタ924
に相当するレジスタ、22は図9中に示した第2のデー
タバス制御回路22に相当するライトバスコントロー
ラ、925および926は図9中に示したデータ入力制
御回路92の後段側の第3の入力レジスタ925および
第4の入力レジスタ926に相当するレジスタである。
前段側のレジスタ923および924の前段側には図9
中に示したデータ入力バッファ922が設けられる。
御回路21に相当する第1のリードバスコントローラで
ある。なお、前記第1のリードバスコントローラ21の
後段側には、図3中に示した第1のデータ線センスアン
プ911、第1の出力データレジスタ913、第2のデ
ータ線センスアンプ912、第2の出力データレジスタ
914に相当する回路が設けられるが、これらの図示を
省略した。
第2のアドレスレジスタ32がシリアルに接続されてな
るライトアドレスレジスタである。33はアドレスバス
に挿入されたアドレスレジスタであり、その出力側に前
記ライトアドレスレジスタ30が挿入されている。
スレジスタ33の出力(リードアドレス)を選択し、ラ
イト(W)モード時に前記ライトアドレスレジスタ30
の出力(ライトアドレス)を選択する機能を有する第1
のマルチプレクサである。
およびバスートアドレスカウンタ2の出力を選択する機
能を有する第2のマルチプレクサである。
力(リードアドレス)および前記第1のアドレスレジス
タ31の出力(ライトアドレス)についてそれぞれの偶
数アドレスを比較し、一致/不一致を検出して“H”/
“L”になる第1の偶数アドレスのヒット/ミス信号ev
en1-hit/missを出力する第1の偶数アドレス比較回路で
ある。
力(リードアドレス)および前記第1のアドレスレジス
タ31の出力(ライトアドレス)についてそれぞれの奇
数アドレスを比較し、一致/不一致を検出して“H”/
“L”になる第1の奇数アドレスのヒット/ミス信号od
d1-hit/miss を出力する第1の奇数アドレス比較回路で
ある。
力(リードアドレス)および前記第2のアドレスレジス
タ32の出力(ライトアドレス)についてそれぞれの偶
数アドレスを比較し、一致/不一致を検出して“H”/
“L”になる第2の偶数アドレスのヒット/ミス信号ev
en2-hit/missを出力する第2の偶数アドレス比較回路で
ある。
力(リードアドレス)および前記第2のアドレスレジス
タ32の出力(ライトアドレス)についてそれぞれの奇
数アドレスを比較し、一致/不一致を検出して“H”/
“L”になる第2の奇数アドレスのヒット/ミス信号od
d2-hit/miss を出力する第2の奇数アドレス比較回路で
ある。
/ミス信号even1-hit/missと第2の偶数アドレスのヒッ
ト/ミス信号even2-hit/missとの論理和をとって偶数ア
ドレスのヒット/ミスの検出結果に応じて“H”/
“L”になるヒット/ミス信号even-hit/miss を出力す
る第1の論理和回路である。
/ミス信号odd1-hit/miss と第2の奇数アドレスのヒッ
ト/ミス信号odd2-hit/miss との論理和をとって奇数ア
ドレスのヒット/ミスの検出結果に応じて“H”/
“L”になるヒット/ミス信号odd-hit/missを出力する
第2の論理和回路である。
出力データ(偶数アドレスに対応する1ビットのデータ
と奇数アドレスに対応する1ビットのデータからなる2
ビットデータ)および前記ライトバスコントローラ20
の後段側のレジスタ925および926の出力データ
(1サイクル前にラッチされた偶数アドレスに対応する
1ビットのデータと奇数アドレスに対応する1ビットの
データからなる2ビットデータ)が入力し、制御信号入
力により選択制御される優先機能付きマルチプレクサで
ある。この制御信号入力として、前記第1の偶数アドレ
スのヒット/ミス信号even1-hit/miss、第1の奇数アド
レスのヒット/ミス信号odd1-hit/miss 、第2の偶数ア
ドレスのヒット/ミス信号even2-hit/miss、第2の奇数
アドレスのヒット/ミス信号odd2-hit/miss が入力す
る。
38は、第1の偶数アドレスのヒット/ミス信号even1-
hit/missあるいは第1の奇数アドレスのヒット/ミス信
号odd1-hit/miss が入力した時は前記ライトバスコント
ローラ22の出力データを選択し、第2の偶数アドレス
のヒット/ミス信号even2-hit/missあるいは第2の奇数
アドレスのヒット/ミス信号odd2-hit/miss が入力した
時は前記入力レジスタ925および926の出力データ
を選択する機能を有する。
8は、(第1の偶数アドレスのヒット/ミス信号even1-
hit/missあるいは第1の奇数アドレスのヒット/ミス信
号odd1-hit/miss )および(第2の偶数アドレスのヒッ
ト/ミス信号even2-hit/missあるいは第2の奇数アドレ
スのヒット/ミス信号odd2-hit/miss )が入力した時
は、新しい方のデータである前記ライトバスコントロー
ラ22の出力データを選択する優先選択機能を有する。
38の出力データ(偶数アドレスに対応する1ビットの
データと奇数アドレスに対応する1ビットのデータから
なる2ビットデータ)が入力する第2のリードバスコン
トローラである。
は、前記第1のリードバスコントローラ21と同様の構
成を有するものであり、この第2のリードバスコントロ
ーラ212の後段側には、前記第1のリードバスコント
ローラ21と同様に、図3中に示した第1のデータ線セ
ンスアンプ911、第1の出力データレジスタ913、
第2のデータ線センスアンプ912、第2の出力データ
レジスタ914に相当する回路が設けられるが、これら
の図示を省略した。
21の出力データおよび第2のリードバスコントローラ
212の出力データが入力し、制御信号入力により選択
制御される第3のマルチプレクサである。この制御信号
入力として、前記第1の論理和回路371から偶数アド
レスのヒット/ミス信号even-hit/miss および第2の論
理和回路372から奇数アドレスのヒット/ミス信号od
d-hit/missで最下位アドレスA0が入力する。
は、偶数アドレスのヒット/ミス信号even-hit/miss あ
るいは奇数アドレスのヒット/ミス信号odd-hit/missの
いずれかが“H”の時にはそれぞれ第2のリードバスコ
ントローラ212の偶数アドレス出力データあるいは奇
数アドレス出力データをアドレスの最下位ビットA0を
参照して選択し、偶数アドレスのヒット/ミス信号even
-hitを選択し、偶数アドレスのヒット/ミス信号even-h
it/miss および奇数アドレスのヒット/ミス信号odd-hi
t/missがそれぞれ“L”の時には第1のリードバスコン
トローラ21の出力データ(2ビット)を選択する機能
を有する。
力側のデータバス(図3中に示した第1のデータバス8
1および第2のデータバス82に相当する)に挿入され
た第4のマルチプレクサであり、例えば図3中に示した
データ出力制御回路91の第1のトランスファゲート9
15および第2のトランスファゲート916と同様の一
対のトランスファゲートの各一端(出力端)が一括接続
されてなる。
ク信号CKが“H”レベルの期間には前記第3のマルチ
プレクサ39の出力側の一方のデータバスのデータを転
送し、クロック信号CKの反転信号/CKが“H”レベ
ルの期間(クロック信号CKが“L”レベルの期間)に
は前記第3のマルチプレクサ39の出力側の他方のデー
タバスのデータを転送するものである。なお、前記第4
のマルチプレクサ40の出力側には、図3中に示した出
力バッファ917に相当する回路が設けられている(図
示を省略した)。
8は、前記ライトバスコントローラ22の出力側および
前記入力レジスタ925および926の出力側の近傍に
配置し、前記第3のマルチプレクサ39は前記第1のリ
ードバスコントローラ21の出力側および前記第2のリ
ードバスコントローラ212の出力側の近傍に配置する
ことが、信号配線の領域を削減することが可能になるの
で望ましい。
るDDR動作モードでの書込み動作(レイトライト方
式)の一例を示すタイミング波形図である。
であるアドレス、(A0*)は(A0)に連続するよう
にバーストアドレスカウンタにより生成されたアドレ
ス、(D0)および(D0*)は連続して入力したデー
タの内容である。
いて、データのコヒーレンシーを保持する動作が可能で
あることを説明する。
クロックの立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの両方
を使用してデータをシリアルに入出力し、SRAM内部
ではデータをパラレルに処理する。
がりエッジで行われ、クロックの立ち下がりエッジで入
出力されるデータのアドレスはSRAM内部でバースト
アドレスカウンタ2によって生成される。したがって、
入出力されるデータのアドレスは必ず偶数アドレスと奇
数アドレスとの組み合わせになる。
・パラレル変換あるいはパラレル・シリアル変換を行う
必要があり、この変換は、入力アドレスのパリティ、デ
ータレート(SDRあるいはDDR)、バーストオーダ
ーにより指定されるバースト動作のモードを考慮する必
要があり、しかも、上記変換を高速に行う必要がある。
ータバスコントローラ(リードバスコントローラ21)
を挿入するとともにライトバスの適当な位置にデータバ
スコントローラ(ライトバスコントローラ22)を挿入
している。この場合、ライトバスコントローラ22は、
その出力側の2つのデータバス81、82に対応して偶
数アドレスのデータ、奇数アドレスのデータを出力する
ように制御する。
のSRAMでは、書込みデータの取り込みをアドレス入
力の次のサイクルに行うが、DDR動作モードの時に
は、図14に示すように、クロックの立ち上がりエッジ
と立ち下がりエッジにそれぞれ同期してデータの取り込
みが行われる。そして、データを取り込んだサイクルの
次のサイクル(ライトサイクル)でSRAMコア部5a
のデータの書込みが行われる。
の入力パスは二重化され、2個のライトデータレジスタ
(923、925)あるいは(924、926)がシリ
アルに接続されて挿入されており、SRAMコア部5a
へ書き込む前のデータを前記ライトデータレジスタに保
持している。
は二重化され、ライトアドレスレジスタ30として2個
のアドレスレジスタ31、32がシリアルに接続されて
挿入されており、前記2個のライトデータレジスタ(9
23、925)あるいは(924、926)の保持デー
タに対応するライトアドレスデータを保持しているが、
読み出し系については二重化されていない。
1、32の保持データの偶数、奇数に応じてリードアド
レスと比較するために、4個のアドレス比較回路361
e、361d、362e、362dが設けられている。
ドに切り替わり、直前の書込みモードにおいてライトア
ドレスレジスタに保持されているライトアドレスに対す
る読み出し動作を実行する時、次のような動作が行われ
る。
ライトアドレスレジスタ30に保持されているライトア
ドレスとをアドレス比較回路361e、361d、36
2e、362dで比較判定した結果に基づいて、上記ラ
イトアドレスに対応するライトデータを保持しているラ
イトデータレジスタからのデータを優先機能付きマルチ
プレクサ38で選択する。
サ38は、第1の偶数アドレス比較回路361eからの
ヒット/ミス信号even1-hit/missが“H”のとき、ある
いは第1の奇数アドレス比較回路361dからのヒット
/ミス信号odd1-hit/miss が“H”のときは、それぞれ
ライトバスコントローラの出力83あるいは84を出力
する。また、第2の偶数アドレス比較回路362eから
のヒット/ミス信号even2-hit/missが“H”のとき、あ
るいは第2の奇数アドレス比較回路362dからのヒッ
ト/ミス信号odd2-hit/miss が“H”のときは、次段側
の入力レジスタ925あるいは926の出力データを選
択する。
8は、(第1の偶数アドレスのヒット/ミス信号even1-
hit/missの“H”信号あるいは第1の奇数アドレスのヒ
ット/ミス信号odd1-hit/miss )および(第2の偶数ア
ドレスのヒット/ミス信号even2-hit/missの“H”信
号、第2の奇数アドレスのヒット/ミス信号odd2-hit/m
iss の“H”信号)が入力した時は、新しい方のデータ
である前記ライトバスコントローラ22の出力データす
なわち83あるいは84を優先的に選択する。
38の出力データは、第2のリードバスコントローラ2
12で第1のリードバスコントローラ21と同様に出力
バスが制御された後、第3のマルチプレクサ39に入力
する。
ドレスのヒット/ミス信号even-hit/miss あるいは奇数
アドレスのヒット/ミス信号odd-hit/missが“H”の時
にはそれぞれ前記第2のリードバスコントローラ212
の出力データ83あるいは84を選択し、偶数アドレス
のヒット/ミス信号even-hit/miss および奇数アドレス
のヒット/ミス信号odd-hit/missがそれぞれ“L”の時
には第1のリードバスコントローラ21の出力データ
(2ビット)を選択する。
選択したデータを第4のマルチプレクサ40でシリアル
・パラレル変換して読み出すことにより、SRAM外部
から見た時のデータのコヒーレンシーを保持することが
可能になる。
切り替わり、直前の書込みモードにおいてライトアドレ
スレジスタに保持されているライトアドレス以外のアド
レス入力に対する読み出し動作が実行された時には、こ
のアドレス入力に対するSRAMコア部5aからの読み
出しデータを第3のマルチプレクサ39で選択し、この
選択出力データを第4のマルチプレクサ40でシリアル
・パラレル変換して読み出す。
比較回路361e、第1の奇数アドレス比較回路361
dおよびバートカアドレスカウンタ2を取り出し、説明
の簡略のためにアドレス入力信号が2ビットの場合につ
いて一具体例を示す論理回路図である。
よびそれがインバータ回路IV0、IV1により反転さ
れた信号からなる2ビットの相補的なアドレス信号(A
0、/A0)、(A1、/A1)は、相異なる2ビット
の組み合わせに応じて4個のアドレスデコーダ回路(例
えば二入力のナンドゲート)NA0〜NA3によりデコ
ードされる。したがって、上記4個のアドレスデコーダ
回路NA0〜NA3は、各対応して偶数アドレス、奇数
アドレス、偶数アドレス、奇数アドレスをデコードする
ことになり、各デコード出力信号は択一的に活性状態
(“H”レベル)になる。
ーストオーダー信号入力に基づいてSDR動作モード/
DDR動作モードとリニアーモード/インターリーブモ
ードの組み合わせに対応して2ビットのバーストアドレ
ス信号を生成する。そして、2ビットの相補的なバース
トアドレス信号をデコードした4個のバーストアドレス
デコード信号(各対応して偶数アドレス、奇数アドレ
ス、偶数アドレス、奇数アドレスをデコードした信号で
あり、択一的に活性状態になる)を出力する。
NA3の各デコード出力信号および前記バーストアドレ
スカウンタ2の各デコード出力信号の対応する2ビット
の4組の信号は4個のマルチプレクサMPX0〜MPX
3に入力する。
は、バーストアドレスカウンタ2が動作するバーストモ
ードの時には前記バーストアドレスカウンタ2の各デコ
ード出力信号を選択し、それ以外の時には前記4個のア
ドレスデコーダ回路NA0〜NA3の各デコード出力信
号を選択する。この場合、上記各マルチプレクサMPX
0〜MPX3の選択出力は、対応して偶数アドレス、奇
数アドレス、偶数アドレス、奇数アドレスをデコードし
た信号である。
の選択出力は、クロック信号CKに同期して4個のレジ
スタREG0〜REG3に対応して格納される。
は、それぞれ例えば排他的オアゲートを用いた4個の比
較回路CP0〜CP3の各一方の入力端に対応して入力
し、上記4個の比較回路CP0〜CP3の各他方の入力
端には、前記ライトアドレスレジスタ30の第1のアド
レスレジスタ31に保持されているライトアドレスデー
タをデコードした信号が入力する。
は、各対応して、マルチプレクサMPX0〜MPX3の
選択出力と第1のアドレスレジスタ31の保持データの
偶数アドレス、奇数アドレス、偶数アドレス、奇数アド
レスの一致/不一致状態を検出することになる。
態の検出結果は1つ得ればよいので、偶数アドレス用の
比較回路CP0、CP2の各出力を第1のノアゲートN
OR1により集約して前記第1の偶数アドレスのヒット
/ミス信号even1-hit/missを得るようにする。
の検出結果は1つ得ればよいので、奇数アドレス用の比
較回路CP1、CP3の各出力を第2のノアゲートNO
R2により集約して前記第1の奇数アドレスのヒット/
ミス信号odd1-hit/miss を得るようにしている。
回路362e、第2の奇数アドレス比較回路362d
も、図15中の第1の偶数アドレス比較回路361e、
第1の奇数アドレス比較回路361dに準じて、アドレ
スデコーダ回路の出力信号またはバーストアドレスカウ
ンタの出力信号をマルチプレクサで選択した出力と、ラ
イトアドレスレジスタ30の第2のアドレスレジスタ3
2に保持されているライトアドレスデータとについて、
偶数アドレス、奇数アドレス別に一致/不一致状態を検
出し、第2の偶数アドレスのヒット/ミス信号even2-hi
t/missおよび第2の奇数アドレスのヒット/ミス信号od
d2-hit/miss を得るようにしている。
動作としてインターリーブモードのみを行う場合には、
図21から分かるように、連続する2つのバーストアド
レスは、(0,0)と(0,1)との組み合わせおよび
(1,0)と(1,1)との組み合わせの2通りだけで
あり、各サイクルにおけるバーストアドレスの2ビット
目A1は、0のみ、または1のみである。
1、32の保持データとリードアドレスと比較するため
に、アドレスの最下位ビットA0を除いてアドレスを比
較するようにすれば、図15中に示した2個のアドレス
レジスタ31、32の保持データの偶数、奇数に応じて
リードアドレスと比較するための4個の比較回路CP0
〜CP3のうち、比較回路CP0、CP1を1個に集約
し、比較回路CP2、CP3を1個に集約し、それぞれ
の比較結果をノアゲートで集約してアドレスのヒット/
ミス信号odd1-hit/miss とすることが可能になる。
1のうちの1個、2個の比較回路CP2、CP3のうち
の1個および前記2個のノアゲートNOG1、NOG2
のうちの1つをそれぞれ省略することが可能になり、論
理回路の構成を簡略化することが可能になる。
Mにおいては、SRAMコア部5aの出力側に第1のリ
ードバスコントローラ21を挿入し、優先機能付きのマ
ルチプレクサ38の出力側に第2のリードバスコントロ
ーラ212を挿入しているので、第2のリードバスコン
トローラ212の付加に伴ってパターン面積(チップ上
のレイアウト面積)の増大をまねく。
望ましく、この点を考慮した第3の実施の形態を以下に
説明する。
SRAMの主要部を概略的に示しており、図13を参照
して前述した同期型SRAMと比較して、SRAMコア
部5aの出力と優先機能付きのマルチプレクサ38の出
力とを前記第3のマルチプレクサ39により選択した後
に1個のリードバスコントローラ21に入力し、その出
力を前記第4のマルチプレクサ40によりシリアル・パ
ラレル変換して読み出すようにした点が異なり、その他
は同じである。
個のリードバスコントローラ21を、SRAMコア部5
aからの読み出しデータに対するリードバスコントロー
ラと前記ライトバスコントローラ22あるいはライトデ
ータレジスタ(925、926)からの読み出しデータ
に対するリードバスコントローラとして兼用することが
可能になり、リードバスコントローラのパターン面積の
増大を抑制することが可能になる。
サ38は、前記ライトバスコントローラ22の出力側お
よび前記入力レジスタ925および926の出力側の近
傍に配置し、前記第3のマルチプレクサ39は前記リー
ドバスコントローラ21の出力側の近傍に配置すること
が、配線の領域を削減することが可能になるので望まし
い。
SRAMの主要部を概略的に示しており、図16を参照
して前述した同期型SRAMと比較して、SRAMコア
部5aの出力と前記ライトバスコントローラ22あるい
はライトデータレジスタ(925、926)からの読み
出しデータとを1個の優先機能付きのマルチプレクサ7
1に入力し、その出力を1個のリードバスコントローラ
21に入力し、その出力を前記第4のマルチプレクサ4
0によりシリアル・パラレル変換して読み出すようにし
た点が異なり、その他は同じである。
態に係る同期型SRAMを要約すると、複数のメモリセ
ルが行列状に配置されたメモリセルアレイと、出力デー
タが伝搬する複数の出力データバスと、複数のアドレス
に対応する複数のメモリセルから複数のデータをほぼ同
時に読み出すように制御する読み出し制御回路と、前記
複数の読み出しデータを保持する複数の読み出しデータ
レジスタと、前記複数の出力データバスと複数の読み出
しデータレジスタとの接続関係を、読み出しアドレス、
バーストオーダー、データレートに応じて制御する第1
のコントロール回路と、前記メモリセルに書込むデータ
が伝搬する複数の書込みデータバスと、複数のアドレス
に対応する複数のメモリセルにほぼ同時に書込むように
制御する書込み制御回路と、複数の書込みデータを保持
する複数の書込みデータレジスタと、前記複数の書込み
データバスと複数の書込みデータレジスタとの接続関係
を、書込みアドレス、前記バーストオーダー、前記デー
タレートに応じて制御する第2のコントロール回路と、
書込みアドレスを保持する複数段の書込みアドレスレジ
スタと、読み出し時に、前記書込みアドレスレジスタに
保持されている書込みアドレスと読み出しアドレスとを
比較し、アドレスの一致/不一致に対応してヒット信号
/ミス信号を生成するアドレス比較回路と、前記アドレ
ス比較回路で生成されるヒット信号により前記書込みデ
ータレジスタからのデータを選択し、前記アドレス比較
回路で生成されるミス信号により前記メモリセルからの
読み出しデータを選択し、選択出力を前記出力データバ
スに出力するマルチプレクサとを具備することを特徴と
するものである。
記マルチプレクサは、前記書込みデータレジスタから転
送される4つのデータが入力し、前記アドレス比較回路
で生成されるヒット信号により、前記4つのデータのう
ちの偶数アドレスのデータ1つおよび奇数アドレスのデ
ータ1つを選択して出力する第1のマルチプレクサと、
前記第1のマルチプレクサの出力と前記メモリセルから
の読み出しデータを選択が入力し、前記アドレス比較回
路で生成されるヒット信号/ミス信号により選択が制御
される第2のマルチプレクサとを具備することを特徴と
するものである。
書込みデータレジスタからみて前記第1のマルチプレク
サの方が前記第2のマルチプレクサよりも近くに配置さ
れ、前記アドレス比較回路からみて前記第2のマルチプ
レクサの方が前記第1のマルチプレクサよりも近くに配
置されていることを特徴とするものである。
形態において、前記バーストオーダーがインターリーブ
方式である場合には、前記アドレス比較回路は、アドレ
スの最下位ビットを除いてアドレスを比較し、前記マル
チプレクサは、前記アドレス比較回路で生成されるヒッ
ト信号/ミス信号に応じて、前記メモリセルからの読み
出しデータの組、前記書込みデータレジスタに含まれる
初段のデータレジスタに保持されているデータの組、前
記書込みデータレジスタに含まれる次段のデータレジス
タに保持されているデータの組を選択して前記出力デー
タバスに出力することが可能である。
式の動作モードを選択的に指定し得るSRAMを説明し
たが、本発明はDDR方式の動作モードを備えたメモリ
に適用可能である。
によれば、複数のデータバスを用いて複数のアドレスに
対するデータを並列に処理するDDR方式の動作モード
を採用する際、データ出力あるいはデータ入力のタイミ
ングの遅れやばらつきを抑制でき、動作の高速化を図る
ことができる。
Mの全体的な構成を概略的に示すブロック図。
応するカラムトランスファーゲート、データ線、センス
アンプ・データ書き込み回路、データバスの接続関係の
一例を概略的に示す図。
タ出力制御回路の一例を示す回路図。
式の動作モードにおいてデータ転送経路を制御する2つ
の態様を示す回路図。
作モードにおけるデータ読み出し動作のタイミングを示
す図。
式の動作モードにおいてデータ転送経路を制御する2つ
の態様を示す回路図。
作モードにおけるデータ読み出し動作のタイミングを示
す図。
タバスに挿入されているデータ線センスアンプおよびそ
の入力側に接続されているスイッチ回路(第1のデータ
バス制御回路の一部)を代表的に取り出してその一例を
示す回路図。
タ入力制御回路の一例を示す回路図。
方式の動作モードにおいてデータ転送経路を制御する2
つの態様およびSDR方式の動作モードにおいてデータ
転送経路を制御する態様を示す回路図。
動作モードにおけるデータ書き込み動作のタイミングを
示す図。
動作モードにおけるデータ書き込み動作のタイミングを
示す図。
AMにおいて外部から見た時のデータのコヒーレンシー
を保持するための主要部を取り出して概略的に示すブロ
ック図。
モードでの書込み動作(レイトライト方式)の一例を示
すタイミング波形図。
1の奇数アドレス比較回路およびバートカアドレスカウ
ンタを取り出し、説明の簡略のためにアドレス入力信号
が2ビットの場合について一具体例を示す論理回路図。
要部を概略的に示すブロック図。
要部を概略的に示すブロック図。
R方式の動作モードにおけるリニアモードのバーストア
ドレス信号の進行規則を説明するために示す図。
R方式の動作モードにおけるインターリーブモードのバ
ーストアドレス信号の進行規則を説明するために示す
図。
R方式の動作モードにおけるリニアモードのバーストア
ドレス信号の進行規則を説明するために示す図。
R方式の動作モードにおけるインターリーブモードのバ
ーストアドレス信号の進行規則を説明するために示す
図。
し得る同期型SRAMの全体的構成の従来例を概略的に
示すブロック図。
タ出力制御回路の従来例を示す回路図。
の動作モードにおける従来のデータ読み出し動作のタイ
ミングを示す図。
ートにクロック信号CK1、CK2を供給する回路の一
例を示す回路図。
SDR方式の動作モード時の信号波形の一例を示すタイ
ミング図。
データ入力制御回路の従来例を示す回路図。
の動作モードの動作モードにおける従来のデータ書き込
み動作のタイミングを示す図。
(第1の入力レジスタ回路/第2の入力レジスタ回路)
にクロック信号CK3、CK4を供給する回路の一例を
示す回路図。
SDR方式の動作モード時の信号波形の一例を示すタイ
ミング図。
Claims (19)
- 【請求項1】 複数のメモリセルが行列状に配置された
メモリセルアレイと、 前記メモリセルに読み書きされるデータが伝搬する複数
のデータバスと、 複数のアドレスに対応する複数のメモリセルから複数の
データをほぼ同時に読み出すように制御する読み出し制
御回路と、 前記複数のデータバスにそれぞれ対応して設けられた出
力データレジスタと、 前記メモリセルから前記出力データレジスタまでの間で
前記複数のデータバスの接続関係を制御することによ
り、前記メモリセルと出力データレジスタとの接続関係
を任意に選択する第1のデータバス制御回路とを具備す
ることを特徴とする半導体記憶装置。 - 【請求項2】 請求項1記載の半導体記憶装置におい
て、 前記第1のデータバス制御回路は、前記出力データレジ
スタが駆動されるタイミングとは独立に設定されるタイ
ミングでデータバスの接続関係を制御することを特徴と
する半導体記憶装置。 - 【請求項3】 請求項1または2記載の半導体記憶装置
において、 前記複数の出力データレジスタの前段側に挿入されるデ
ータ線センスアンプをさらに具備し、 前記第1のデータバス制御回路は、前記データ線センス
アンプの入力部の近傍に設けられることを特徴とする半
導体記憶装置。 - 【請求項4】 請求項1乃至3のいずれか1つに記載の
半導体記憶装置において、 外部から取り込まれるアドレス信号に基づいてクロック
信号に同期してチップ内部でバーストアドレスを自己発
生し、外部クロック入力の立上がりと立下がりに同期し
てデータの読み出しを行うダブルデータレート(DD
R)方式の動作モードと、 外部クロック入力の立上がりに同期してデータの読み出
しを行うシングルデータレート(SDR)方式の動作モ
ードとを選択的に指定可能であり、 前記第1のデータバス制御回路は、 前記DDR方式の動作モードでは、第1のデータバスの
データおよび第2のデータバスのデータを転送させる際
に転送バスの入れ替え/非入れ替えを制御し、 前記SDR方式の動作モードでは、第1のデータバスの
データを転送させる際に第1のデータバス/第2のデー
タバスの両方に転送するように制御し、第2のデータバ
スのデータを転送させる際に第1のデータバス/第2の
データバスの両方に転送するように制御することを特徴
とする半導体記憶装置。 - 【請求項5】 請求項3または4記載の半導体記憶装置
において、 前記データ線センスアンプはラッチ型センスアンプであ
ることを特徴とする半導体記憶装置。 - 【請求項6】 複数のメモリセルが行列状に配置された
メモリセルアレイと、 前記メモリセルに読み書きされるデータが伝搬する複数
のデータバスと、 複数のアドレスに対応する複数のメモリセルに複数のデ
ータをほぼ同時に書き込むように制御する書き込み制御
回路と、 前記複数のデータバスにそれぞれ対応して設けられた入
力データレジスタと、 前記入力データレジスから前記メモリセルまでの間で前
記複数のデータバスの接続関係を制御することにより、
入力データレジスタと前記メモリセルとの接続関係を任
意に選択する第2のデータバス制御回路とを具備するこ
とを特徴とする半導体記憶装置。 - 【請求項7】 請求項6記載の半導体記憶装置におい
て、 前記第2のデータバス制御回路は、前記入力データレジ
スタが駆動されるタイミングとは独立に設定されるタイ
ミングでデータバスの接続関係を制御することを特徴と
する半導体記憶装置。 - 【請求項8】 請求項6または7記載の半導体記憶装置
において、 前記第2のデータバス制御回路は、前記入力データレジ
スタの中間段に設けられることを特徴とする半導体記憶
装置。 - 【請求項9】 請求項6乃至8のいずれか1つに記載の
半導体記憶装置において、 外部から取り込まれるアドレス信号に基づいてクロック
信号に同期してチップ内部でバーストアドレスを自己発
生し、外部クロック入力の立上がりと立下がりに同期し
てデータの書き込みを行うダブルデータレート(DD
R)方式の動作モードと、 外部クロック入力の立上がりに同期してデータの書き込
みを行うシングルデータレート(SDR)方式の動作モ
ードとを選択的に指定可能であり、 前記第2のデータバス制御回路は、 前記DDR方式の動作モードでは、第1のデータバスの
データおよび第2のデータバスのデータを転送させる際
に転送バスの入れ替え/非入れ替えを制御し、 前記SDR方式の動作モードでは、第1のデータバスの
データを第1のデータバス/第2のデータバスの両方に
転送するように制御することを特徴とする半導体記憶装
置。 - 【請求項10】 複数のメモリセルが行列状に配置され
たメモリセルアレイと、 前記メモリセルに読み書きされるデータが伝搬する複数
のデータバスと、 複数のアドレスに対応する複数のメモリセルに対して複
数のデータをほぼ同時に読み出すあるいは書き込むよう
に制御する読み出し/書き込み制御回路と、 前記メモリセルアレイの2つのアドレスのメモリセルに
対してデータの読み出しあるいは書き込みを制御し、前
記複数のデータバスとの間でデータを並列に処理する読
み出し/書き込み制御回路と、 前記複数のデータバスにそれぞれ対応して設けられた複
数の出力データレジスタと、 前記メモリセルから前記複数の出力データレジスタまで
の間で前記複数のデータバスの接続関係を制御すること
により、前記メモリセルと複数の出力データレジスタと
の接続関係を任意に選択する第1のデータバス制御回路
と、 前記複数のデータバスにそれぞれ対応して設けられた複
数の入力データレジスタと、 前記複数の入力データレジスから前記メモリセルまでの
間で前記複数のデータバスの接続関係を制御することに
より、複数の入力データレジスタと前記メモリセルとの
接続関係を任意に選択する第2のデータバス制御回路と
を具備することを特徴とする半導体記憶装置。 - 【請求項11】 複数のワード線およびビット線の各交
点に対応してメモリセルが2次元の行列状に配置された
メモリセル群と、 外部から取り込まれたアドレス信号に基づいてクロック
信号に同期してチップ内部でバーストアドレスを自己発
生するバーストアドレス発生回路と、 前記バーストアドレスを一部に含むアドレス信号に応じ
て前記メモリセル群のメモリセルを選択するメモリセル
選択回路と、 前記バーストスタートアドレスとそれに連続する次のア
ドレスで指定されるセルを同時に選択し、前記外部クロ
ック信号の立上がりと立下がりに同期して前記メモリセ
ルのデータの読み出しあるいは書き込みを行う読み出し
/書き込み制御回路と、 前記メモリセル選択回路に含まれ、前記メモリセル群の
カラムを選択するためのカラムトランスファゲート群
と、 前記アドレス信号のうちのカラムアドレスビットY0が
“0”の時に選択される複数のメモリセルの読み出しデ
ータが前記カラムトランスファゲート群を介して出力す
る第1のデータ線と、 前記アドレス信号のうちのカラムアドレスビット信号Y
0が“1”の時に選択される複数のメモリセルの読み出
しデータが前記カラムトランスファゲート群を介して出
力する第2のデータ線と、 前記第1のデータ線に接続され、前記カラムアドレスビ
ット信号Y0以外の所定のカラムアドレスビット信号に
より活性化期間が制御され、前記メモリセルからの読み
出しデータを増幅する第1のセンスアンプおよび前記メ
モリセルにデータ書き込みを行う第1のデータ書き込み
回路と、 前記第2のデータ線に接続され、前記カラムアドレスビ
ット信号Y0以外の所定のカラムアドレスビット信号に
より活性化期間が制御され、前記メモリセルからの読み
出しデータを増幅する第2のセンスアンプおよび前記メ
モリセルにデータ書き込みを行う第2のデータ書き込み
回路と、 前記活性化期間が異なる複数組の第1のセンスアンプお
よび第1のデータ書き込み回路に共通に接続された第1
のデータバスと、 前記活性化期間が異なる複数組の第2のセンスアンプお
よび第2のデータ書き込み回路に共通に接続された第2
のデータバスと、 前記第1のデータバスおよび第2のデータバスにそれぞ
れ対応して設けられた第1の出力データレジスタおよび
第2の出力データレジスタを含むデータ出力制御回路
と、 前記第1のデータバスおよび第2のデータバスと前記第
1の出力データレジスタおよび第2の出力データレジス
タとの接続関係を任意に選択する第1のデータバス制御
回路と、 前記第1のデータバスおよび第2のデータバスにそれぞ
れ対応して設けられた第1の入力データレジスタおよび
第2の入力データレジスタを含むデータ入力制御回路
と、 前記第1の入力データレジスタおよび第2の入力データ
レジスタと前記第1のデータバスおよび第2のデータバ
スとの接続関係を任意に選択する第2のデータバス制御
回路とを具備することを特徴とする半導体記憶装置。 - 【請求項12】 請求項11記載の半導体記憶装置にお
いて、 前記データ出力制御回路は、 前記第1のデータバスに接続された第1のデータ線セン
スアンプと、 前記第1のデータ線センスアンプの後段に接続され、外
部クロック信号の立上がりに同期してデータを取り込む
前記第1の出力データレジスタと、 前記第1の出力データレジスタの後段に接続され、前記
外部クロック信号の論理レベルが第1のレベルの期間に
データを転送する第1のトランスファゲートと、 前記第2のデータバスに接続された第2のデータ線セン
スアンプと、 前記第2のデータ線センスアンプの後段に接続され、外
部クロック信号の立上がりに同期してデータを取り込む
前記第2の出力データレジスタと、 前記第2の出力データレジスタの後段に接続され、前記
外部クロック信号の論理レベルが第2のレベルの期間に
データを転送する第2のトランスファゲートと、 前記第1のトランスファゲートおよび第2のトランスフ
ァゲートの各出力端側に共通に接続された出力バッファ
を具備し、 前記第1のデータバス制御回路は、 第1のデータバスに挿入された第1のスイッチ回路と、 前記第2のデータバスと第1のデータバスとの間に挿入
された第2のスイッチ回路と、 前記第1のデータバスと第2のデータバスとの間に挿入
された第3のスイッチ回路と、 前記第2のデータバスに挿入された第4のスイッチ回路
とを具備することを特徴とする半導体記憶装置。 - 【請求項13】 請求項11記載の半導体記憶装置にお
いて、 前記データ入力制御回路は、 入力バッファ回路と、 前記入力バッファ回路の後段側にそれぞれ接続され、外
部クロック信号の立上がりに同期してデータを取り込む
前記第1の入力レジスタおよび外部クロック信号の反転
信号の立上がりに同期してデータを取り込む前記第2の
入力レジスタと、 前記第1の入力レジスタの後段側の第1のデータバスお
よび第2の入力レジスタの後段側の第2のデータバスに
それぞれ対応して接続され、それぞれ外部クロック信号
の立上がりに同期してデータを取り込む第3の入力レジ
スタおよび第4の入力レジスタと、 前記第3の入力レジスタの後段側および第4の入力レジ
スタの後段側にそれぞれ対応して接続されたデータ線ア
ンプを具備し、 前記第2のデータバス制御回路は、初段入力データレジ
スタである前記第1の入力レジスタ・第2の入力レジス
タと次段入力データレジスタである前記第3の入力レジ
スタ・第4の入力レジスタとの間に挿入され、 前記第1のデータバスに挿入された第1のスイッチ回路
と、 前記第2のデータバスと第1のデータバスとの間に挿入
された第2のスイッチ回路と、 前記第1のデータバスと第2のデータバスとの間に挿入
された第3のスイッチ回路と、 前記第2のデータバスに挿入された第4のスイッチ回路
とを具備することを特徴とする半導体記憶装置。 - 【請求項14】 請求項12または13記載の半導体記
憶装置において、 前記各スイッチ回路は、トランスファゲート用のMOS
トランジスタであることを特徴とする半導体記憶装置。 - 【請求項15】 請求項1乃至14のいずれか1項に記
載の半導体記憶装置において、 前記メモリセル群のメモリセルは、一対の記憶ノードに
相補的なデータを記憶し、データ線対との間でデータの
授受を行うことを特徴とするスタティック型メモリセル
であることを特徴とする半導体記憶装置。 - 【請求項16】 複数のメモリセルが行列状に配置され
たメモリセルアレイと、 出力データが伝搬する複数の出力データバスと、 複数のアドレスに対応する複数のメモリセルから複数の
データをほぼ同時に読み出すように制御する読み出し制
御回路と、 前記複数の読み出しデータを保持する複数の読み出しデ
ータレジスタと、 前記複数の出力データバスと複数の読み出しデータレジ
スタとの接続関係を、読み出しアドレス、バーストオー
ダー、データレートに応じて制御する第1のコントロー
ル回路と、 前記メモリセルに書込むデータが伝搬する複数の書込み
データバスと、 複数のアドレスに対応する複数のメモリセルにほぼ同時
に書込むように制御する書込み制御回路と、 複数の書込みデータを保持する複数の書込みデータレジ
スタと、 前記複数の書込みデータバスと複数の書込みデータレジ
スタとの接続関係を、書込みアドレス、前記バーストオ
ーダー、前記データレートに応じて制御する第2のコン
トロール回路と、 書込みアドレスを保持する複数段の書込みアドレスレジ
スタと、 読み出し時に、前記書込みアドレスレジスタに保持され
ている書込みアドレスと読み出しアドレスとを比較し、
アドレスの一致/不一致に対応してヒット信号/ミス信
号を生成するアドレス比較回路と、 前記アドレス比較回路で生成されるヒット信号により前
記書込みデータレジスタからのデータを選択し、前記ア
ドレス比較回路で生成されるミス信号により前記メモリ
セルからの読み出しデータを選択し、選択出力を前記出
力データバスに出力するマルチプレクサとを具備するこ
とを特徴とする半導体記憶装置。 - 【請求項17】 請求項16記載の半導体記憶装置にお
いて、 前記マルチプレクサは、 前記書込みデータレジスタから転送される4つのデータ
が入力し、前記アドレス比較回路で生成されるヒット信
号により、前記4つのデータのうちの偶数アドレスのデ
ータ1つおよび奇数アドレスのデータ1つを選択して出
力する第1のマルチプレクサと、 前記第1のマルチプレクサの出力と前記メモリセルから
の読み出しデータが入力し、前記アドレス比較回路で生
成されるヒット信号/ミス信号により選択が制御される
第2のマルチプレクサとを具備することを特徴とする半
導体記憶装置。 - 【請求項18】 請求項16または17記載の半導体記
憶装置において、 前記書込みデータレジスタからみて前記第1のマルチプ
レクサの方が前記第2のマルチプレクサよりも近くに配
置され、前記アドレス比較回路からみて前記第2のマル
チプレクサの方が前記第1のマルチプレクサよりも近く
に配置されていることを特徴とする半導体記憶装置。 - 【請求項19】 請求項16乃至18のいずれか1項に
記載の半導体記憶装置において、前記バーストオーダー
がインターリーブ方式である場合に、 前記アドレス比較回路は、アドレスの最下位ビットを除
いてアドレスを比較し、 前記マルチプレクサは、前記アドレス比較回路で生成さ
れるヒット信号/ミス信号に応じて、前記メモリセルか
らの読み出しデータの組、前記書込みデータレジスタに
含まれる初段のデータレジスタに保持されているデータ
の組、前記書込みデータレジスタに含まれる次段のデー
タレジスタに保持されているデータの組を選択して前記
出力データバスに出力することを特徴とする半導体記憶
装置。
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