KR20120126031A - Semiconductor device - Google Patents

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KR20120126031A
KR20120126031A KR1020120049706A KR20120049706A KR20120126031A KR 20120126031 A KR20120126031 A KR 20120126031A KR 1020120049706 A KR1020120049706 A KR 1020120049706A KR 20120049706 A KR20120049706 A KR 20120049706A KR 20120126031 A KR20120126031 A KR 20120126031A
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아쯔노리 히로베
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르네사스 일렉트로닉스 가부시키가이샤
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Abstract

PURPOSE: A semiconductor device is provided to reduce power consumption by using relation between tradeoff of power and delay time of an IO signal or a control signal. CONSTITUTION: A plurality of memory arrays of a basic unit include a plurality of writable and readable memory cells. A first bus includes a first buffer circuit(13A) and transmits an address and control signal. A second bus(RWBS) includes a second buffer circuit and transmits write data and read data. A first control circuit(6) successively transmits the address and control signal from one terminal of the first bus from the basic unit of an original terminal to the basic unit of the proximal terminal. A second control circuit(7) successively transmits a data signal from one terminal of the second bus from the basic unit of the original terminal to the basic unit of the proximal terminal.

Description

반도체 장치{SEMICONDUCTOR DEVICE}Semiconductor device {SEMICONDUCTOR DEVICE}

본 발명은, 반도체 장치에 관한 것으로, 특히, 메모리 셀 어레이를 구비한 반도체 장치에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD This invention relates to a semiconductor device. Specifically, It is related with the semiconductor device provided with the memory cell array.

최근, DRAM(Dynamic Random Access Memory) 등의 반도체 메모리에서 고기능화, 동작의 고속화, 대용량화가 진행됨과 함께, DDR(Double Data Rate)/DDR2/DDR3 등의 아키텍처의 도입에 의해 메모리의 입출력의 데이터 밴드 폭도 현저하게 향상되어 있다.In recent years, semiconductor memory, such as DRAM (Dynamic Random Access Memory), has advanced in performance, high speed, and large capacity, and the introduction of architectures such as DDR (Double Data Rate) / DDR2 / DDR3 also allows data bandwidth to be input and output in memory. Significantly improved.

메모리의 입출력의 데이터 밴드 폭의 향상을 위해서는, 메모리의 READ(판독)나 WRITE(기입) 사이클(tRC : ROW CYCLE TIME)의 향상이나, 메모리 내부의 동시 동작수(패러랠수)의 향상[데이터선(IO선)의 다패러랠화(패러랠수를 늘림)나, 메모리 어레이의 다뱅크화]에 의한, 취급할 수 있는 데이터의 양을 향상시키는 것이 필요로 된다.To improve the data bandwidth of the memory I / O, improve the memory READ (read) and WRITE (write) cycles (tRC: ROW CYCLE TIME), or the number of concurrent operations (parallel number) in the memory. It is necessary to improve the amount of data that can be handled by multiplexing (increasing the number of parallelisms) of the (IO line) or multibanking of the memory array.

잘 알려져 있는 바와 같이, 소비 전력 파워 P는, 수학식 1로 근사된다.As is well known, the power consumption power P is approximated by equation (1).

Figure pat00001
Figure pat00001

수학식 1에서, n은 소자수, c는 용량(소자에 의해 충방전되는 출력 부하 용량), f는 동작 주파수, V는 동작 전압이다. 여기서, 수학식 1의 도출에 대하여 간단히 설명하면, 파워 P는, 소자가 출력 부하 용량을 충전/방전할 때에 소비되는 전력(dynamic dissipation)의 평균이며, 동작 주파수(실제는 토글 주파수)를 f, 출력 부하 용량을 CL로 하면, 소자의 출력 Vout가 Low(0V)로부터 High(VDD)로 상승할 때의 전력과, 출력 Vout가 High(VDD)로부터 Low(0V)로 하강할 때의 전력의 합계로 공급되고, 이하와 같이 근사된다(단, tp=1/f).In Equation 1, n is the number of elements, c is the capacitance (output load capacitance charged and discharged by the element), f is the operating frequency, V is the operating voltage. Here, briefly explaining the derivation of Equation 1, power P is an average of dynamic dissipation consumed when the device charges / discharges the output load capacity, and an operating frequency (actually, a toggle frequency) is defined as f, When the output load capacity is set to CL, the sum of the power when the output Vout of the device rises from Low (0V) to High (VDD) and the power when the output Vout falls from High (VDD) to Low (0V). It is supplied by and approximated as follows (however, tp = 1 / f).

Figure pat00002
Figure pat00002

n개의 소자(n개의 출력)에 대해서는, 수학식 2를 n배로 하고, 각 출력의 용량 부하 CL을 공통의 값 c로 함으로써, 수학식 1이 얻어진다.For n elements (n outputs), Equation 2 is obtained by multiplying Equation 2 and setting the capacitance load CL of each output to a common value c.

예를 들면 동작 주파수 f를 향상시킴으로써 데이터 밴드 폭(전송 효율)을 배로 한 경우, 파워도 증가된다. 메모리 셀 어레이에서 데이터량의 향상과 동시에, 저소비 전력화가 요망되고 있다.For example, when the data band width (transmission efficiency) is doubled by improving the operating frequency f, the power is also increased. In addition to the improvement of the data amount in memory cell arrays, there is a demand for lower power consumption.

또한, 특허 문헌 1에는, 다중 메모리 액세스 레이턴시 시간을 서포트하는 메모리 시스템이 개시되어 있다. 도 1에, 특허 문헌 1에 개시된 시스템의 구성을 도시한다(특허 문헌 1의 도 2a로부터 인용). 이것은, 메모리 시스템에서의 메모리 장치에의 액세스를 제어하는 것이다. 메모리 컨트롤러(202)로부터 가까운 메모리 장치의 그룹(레이턴시 시간 그룹1)과, 먼 그룹(레이턴시 시간 그룹2)으로 나눈다. 빈번하게 액세스하는 데이터와 그렇지 않은 데이터를 각각 그룹1과 그룹2로 분류함으로써 전체의 액세스 레이턴시를 단축하고 있다.In addition, Patent Document 1 discloses a memory system that supports multiple memory access latency times. The structure of the system disclosed by patent document 1 is shown in FIG. 1 (cited from FIG. 2A of patent document 1). This is to control access to the memory device in the memory system. The memory controller 202 is divided into a group (latency time group 1) and a distant group (latency time group 2) of the memory device close to each other. The overall access latency is shortened by classifying frequently accessed data and notly data into group 1 and group 2, respectively.

도 2는, 도 1의 구성을, 일반적인 DRAM으로 치환한 경우의 일반적인 메모리 구성을 도시한 도면이다(본원 발명자가 작성한 도면이다).FIG. 2 is a diagram showing a general memory configuration in the case where the configuration of FIG. 1 is replaced with a general DRAM (this is a diagram created by the inventors of the present application).

도 2에 도시한 바와 같이, 이 메모리(DRAM 코어)는, 복수의 메모리 셀을 어레이 형상으로 구비한 메모리 셀 어레이(1)(복수 뱅크 구성)와, 행 어드레스를 디코드하여 선택 워드선을 활성화시키는 로우 디코더(X DEC)(2)와, 열 어드레스를 디코드하여 선택된 컬럼(비트선)의 Y 스위치를 온시키는 컬럼 디코더(Y DEC)(3)와, 비트선의 전위를 증폭하는 센스 앰프(Sense Amplifier)/Y 스위치(Y Switch)(4)와, 선택된 컬럼의 센스 앰프에 의해 증폭된 판독 데이터를 증폭하여 RWBS(리드 라이트 버스)에 출력하고, RWBS(리드 라이트 버스)로부터의 기입 데이터의 구동을 행하는 데이터 앰프(Data Amp)/기입 앰프(WRITE Amp)(5)와, 어드레스, 커맨드, 타이밍을 제어하는 제어 회로(Address Command Timing Controller)(6)와, DRAM 코어에의 입력인 내부 데이터 버스(Internal Data Bus)(9)에 접속된 데이터 단자(도시 생략)와 RWBS(리드 라이트 버스) 사이에서 메모리 셀로의 데이터, 메모리 셀로부터의 데이터의 입출력 기능과, 데이터 마스크 단자(도시 생략)로부터의 데이터 마스크 신호에 의해 메모리 셀에의 기입 마스크 제어를 행하는 데이터 제어 회로(Data I/O, Data Mask)(7)와, DRAM 코어에의 입력(클럭, 어드레스, 커맨드)(8), DRAM 코어에의 데이터의 입출력을 행하는 내부 데이터 버스(Internal Data Bus)(9)를 구비하고 있다.As shown in Fig. 2, this memory (DRAM core) has a memory cell array 1 (multiple bank configuration) having a plurality of memory cells in an array shape, and decodes a row address to activate a selected word line. A row decoder (X DEC) 2, a column decoder Y DEC 3 that decodes the column address and turns on the Y switch of the selected column (bit line), and a sense amplifier that amplifies the potential of the bit line. / Y switch (4) and the read data amplified by the sense amplifier of the selected column is amplified and output to RWBS (Lead Write Bus) to drive the write data from RWBS (Lead Write Bus). A data amplifier / write amplifier 5 to be performed, an address command timing controller 6 for controlling address, command, and timing, and an internal data bus that is an input to the DRAM core ( Data terminal (not shown) connected to Internal Data Bus (9) Between the RWBS (lead write bus) and the RWBS (lead write bus), the data to perform the write mask control to the memory cell by the data input / output function of the data from the memory cell and the data mask signal from the data mask terminal (not shown). A control circuit (Data I / O, Data Mask) 7, an input (clock, address, command) 8 to the DRAM core, and an internal data bus (I / O) for inputting and outputting data to the DRAM core ( 9) is provided.

도 3은 도 2를 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 도 2의 배치(레이아웃)의 일례를 도시하는 도면이다(본원 발명자가 작성한 도면이다). 도 3에서, 메모리 셀 어레이(1) 내의 영역(10)은, 액세스 대상의 메모리 셀을 포함하는 액티브 영역(Active Area)을 나타내고 있다. 참조 부호 11은, 기본 단위를 구성하는 메모리 어레이 또는 메모리 매크로(시스템 LSI 등에 이용되는 회로 블록)이다. 제어 회로(어드레스ㆍ커맨드ㆍ타이밍 컨트롤러)(6)는, 2개의 메모리 어레이의 기본 단위(11)에 공통으로 연결되는 어드레스/커맨드 버스(ADDRESS/CMD BUS)에 의해 제어함으로써 액세스 대상의 액티브 영역(10)을 선택한다. 액티브 영역(10)의 선택은, 어드레스 신호의 X 어드레스(로우 어드레스)를 디코드하여, 선택 워드선을 활성화시키는 X 디코더(XDEC)(2), 컬럼 어드레스를 디코드하여, 선택 컬럼의 Y 스위치를 온으로 하는 컬럼 디코더(YDEC)(3)에 의해 행해진다. 데이터(WRITE 데이터/READ 데이터)는, 데이터 제어 회로(7)로부터 입출력되고, 복수의 메모리 어레이 기본 단위(11)에 공통으로 연결되는 리드 라이트 버스(RWBS)에 의해 전송된다. 특별히 제한되는 것은 아니지만, 도 3에서는, DRAM 코어에서의 데이터 입력을 행하는 내부 데이터 버스(Internal Data Bus)(9)에 접속된 데이터 단자(DQ 단자)는 36개로 되고, 각 데이터 단자 DQ의 복수 비트 데이터[예를 들면 버스트 길이(연속하여 입출력할 수 있는 데이터의 개수)에 대응하여 시리얼 입력되는 복수의 비트]는, 예를 들면 데이터 제어 회로(Data I/O)(7)에 의해 패러랠 데이터로 변환되고, 리드 라이트 버스(RWBS)에, 패러랠 전송된다. 리드 라이트 버스(RWBS)는, 복수의 메모리 어레이 기본 단위(11)에 걸쳐서 연장되며, 각 메모리 어레이 기본 단위(11)의 데이터 앰프(Data AMP)/라이트 앰프(WRITE AMP)에 공통으로 접속되는 버스이다. 버스트 길이가 4인 경우, 1개의 데이터 단자당의 RWBS는 4개의 데이터선(IO선)을 구비하고, 36의 데이터 단자에 대하여, 36×4=144개의 데이터선(IO선)이 부설된다.FIG. 3 is a diagram for explaining FIG. 2, and FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the layout (layout) of FIG. 2 (this is a diagram created by the inventors of the present application). In FIG. 3, the region 10 in the memory cell array 1 represents an active area including memory cells to be accessed. Reference numeral 11 denotes a memory array or a memory macro (circuit block used for a system LSI or the like) constituting a basic unit. The control circuit (address command timing controller) 6 is controlled by an address / command bus (ADDRESS / CMD BUS) connected in common to the basic units 11 of the two memory arrays to access the active area ( 10). The selection of the active region 10 decodes the X address (row address) of the address signal, decodes the column address, and the X decoder (XDEC) 2 for activating the selected word line, and turns on the Y switch of the selection column. A column decoder (YDEC) 3 is used. The data (WRITE data / READ data) is inputted and outputted from the data control circuit 7 and transmitted by the read write bus RWBS commonly connected to the plurality of memory array basic units 11. Although not particularly limited, in FIG. 3, there are 36 data terminals (DQ terminals) connected to an internal data bus 9 for inputting data from the DRAM core, and a plurality of bits of each data terminal DQ are provided. Data (e.g., a plurality of bits serially input corresponding to the burst length (the number of data that can be continuously input and output)) is, for example, parallel data by the data control circuit (Data I / O) 7. The data is converted and parallelly transferred to the read write bus RWBS. The read write bus RWBS extends over the plurality of memory array basic units 11 and is connected in common to the data amplifiers / write amplifiers of each memory array basic unit 11. to be. When the burst length is 4, the RWBS per data terminal has four data lines (IO lines), and 36 x 4 = 144 data lines (IO lines) are provided for the 36 data terminals.

메모리 어레이 내의 IO 구성은, 계층화(로컬 IO선/메인 IO선) 구성으로 되거나, 혹은 비계층 구성으로 된다. 계층화 구성의 경우, 데이터 앰프(Data Amp)/기입 앰프(WRITE Amp)에 접속되는 메인 IO선은, 도시되지 않은 스위치 회로를 통하여 복수의 로컬 IO선에 접속되고, 각 로컬 IO선은, 컬럼 디코더(Y DEC)(3)에 의해 선택되어, 온 상태로 된 Y 스위치(Y Switch)(4)를 통하여 선택된 컬럼의 비트선에 접속된다.The IO configuration in the memory array may be a hierarchical (local IO line / main IO line) configuration or a non-hierarchical configuration. In the case of a tiered configuration, the main IO line connected to the data amplifier / write amplifier WRITE is connected to a plurality of local IO lines through a switch circuit not shown, and each local IO line is a column decoder. It is selected by (Y DEC) 3 and connected to the bit line of the selected column via the Y switch 4 which is turned on.

READ 시에는, X 디코더(2)에 의해 선택된 워드선(High 전위로 설정됨)에 접속된 메모리 셀로부터 판독된 데이터는, 센스 앰프(4)에 의해 증폭되고, 선택 컬럼의 온 상태로 설정된 Y 스위치(4)를 통하여 로컬 IO선에 전달되고, 또한 메인 IO선을 통하여 데이터 앰프(Data Amp)(5)에 전달되어, 리드 라이트 버스(RWBS)에 출력된다. 데이터 제어 회로(7)에서 패러랠 비트 데이터(버스트 길이에 대응하는 비트수의 데이터)를 시리얼로 변환하고, 데이터 단자로부터, 클럭에 동기하여 내부 데이터 버스(Internal Data Bus)(9)에 시리얼로 출력된다(DDR에서는 클럭 신호의 상승과 하강 엣지에 동기하여 전송된다).During READ, the data read from the memory cell connected to the word line (set to High potential) selected by the X decoder 2 is amplified by the sense amplifier 4 and Y set to the ON state of the selection column. It is transmitted to the local IO line through the switch 4, and also to the data amplifier 5 via the main IO line, and output to the read write bus RWBS. The data control circuit 7 converts the parallel bit data (the number of bits corresponding to the burst length) into serial and outputs serially from the data terminal to the internal data bus 9 in synchronization with the clock. (DDR is transmitted in synchronization with the rising and falling edges of the clock signal).

WRITE 시에는, 내부 데이터 버스(Internal Data Bus)(9)에 접속하는 데이터 단자로부터 시리얼로 입력된 비트 데이터는, 데이터 제어 회로(7)에서 병렬화되어, RWBS를 전송되고, 라이트 앰프(WRITE AMP)(5)에 의해 증폭되어, Main IO선, 선택된 Local IO선을 통하여, Y 스위치(4)가 온 상태로 된 선택 컬럼의 비트선에 전달된다.In WRITE, the bit data input serially from the data terminal connected to the internal data bus 9 is parallelized by the data control circuit 7 to transmit the RWBS, and the write amplifier WRITE AMP. Amplified by (5), it is transmitted to the bit line of the selection column in which the Y switch 4 is turned on through the Main IO line and the selected Local IO line.

데이터는, 어드레스ㆍ커맨드ㆍ타이밍 컨트롤러(6)에 의해 제어되며, 선택되는 메모리 셀 어레이(1) 내의 액티브 영역(10)에서 판독(READ)/기입(WRITE)된다.Data is controlled by the address command timing controller 6 and read / write (WRITE) in the active region 10 in the selected memory cell array 1.

도 4는, 도 3에서, 액티브 영역(10)으로서, 어드레스ㆍ커맨드ㆍ타이밍 컨트롤러(6), 데이터 IO(7)측으로부터 보아, 먼 측이 선택된 케이스1[액티브 영역(10-1)]과, 가까운 측이 선택된 케이스2[액티브 영역(10-2)]를 도시하는 도면이다.FIG. 4 shows the case 1 (active region 10-1) selected from the address command timing controller 6 and the data IO 7 side as the active region 10 in FIG. Is a diagram showing the case 2 (active region 10-2) in which the near side is selected.

도 5는 도 4의 각각의 케이스1, 케이스2에서의 액세스 동작을 도시하는 타이밍차트이다(본원 발명자가 작성한 도면). 도 5에는, 커맨드(CMD), 클럭(메모리 CLK), 케이스1, 케이스2에서의, 커맨드 입력으로부터의, 액티브 영역(10-1, 10-2)에 대응한 제어 지연(10-1 제어 지연, 10-2 제어 지연), 액티브 영역(10-1, 10-2)의 선택 시간(10-1 선택 시간, 10-2 선택 시간), 액티브 영역(10-1, 10-2)에 대응하는 출력 지연(10-1 출력 지연, 10-2 출력 지연)과, α, θ, β의 관계가 모식적으로 도시되어 있다.FIG. 5 is a timing chart showing access operations in cases 1 and 2 of FIG. 4 (FIG. 5 shows control delays (10-1 control delays) corresponding to the active areas 10-1 and 10-2 from command inputs in the command CMD, the clock (memory CLK), the case 1 and the case 2; 10-2 control delay), corresponding to the selection time (10-1 selection time, 10-2 selection time) of the active regions 10-1 and 10-2, and the active regions 10-1 and 10-2. The relationship between the output delay (10-1 output delay, 10-2 output delay) and α, θ, and β is schematically illustrated.

α는 tRC(Row Cycle Time),α is tRC (Row Cycle Time),

β는 tRRD(Row to Row Delay),β is tRRD (Row to Row Delay),

γ는 제어 지연, 데이터 지연(출력 지연),γ is the control delay, data delay (output delay),

θ는 READ Latency(레이턴시)θ is READ Latency

이다.to be.

γ는, 어드레스ㆍ커맨드ㆍ타이밍 제어 회로(어드레스ㆍ커맨드ㆍ타이밍 컨트롤러)(6)와 데이터 제어 회로(7)가, 메모리 셀 어레이의 액티브 영역(10)을 제어하기 위한 어드레스/커맨드, 데이터의 설정 시간과, 데이터 신호를 리드 라이트 버스(RWBS)를 통하여 메모리 어레이 기본 단위에 전송하기 위한 지연 시간을 포함한다. 또한 출력 지연은, 액티브 영역(10)으로부터 판독된 데이터가 RWBS를 통하여 데이터 제어 회로(7)에 전송되는 시간에 대응한다.? is an address / command / timing control circuit (address command / timing controller) 6 and a data control circuit 7 for setting addresses / commands and data for controlling the active region 10 of the memory cell array. Time and a delay time for transferring the data signal to the memory array basic unit via the read write bus RWBS. The output delay also corresponds to the time when the data read out from the active area 10 is transferred to the data control circuit 7 via the RWBS.

α는 액티브 영역(10)의 메모리 셀 어레이 동작에 관한 사이클이다.α is a cycle related to the memory cell array operation of the active region 10.

β는 1개의 커맨드(CMD) 입력으로부터 다음 커맨드(CMD)가 입력 가능하게 되는 시간이다.β is the time at which the next command CMD can be input from one command CMD input.

θ는, READ 커맨드를 입력하고 나서 데이터가 데이터 단자 DQ에 출력될 때까지의 클럭 사이클수(레이턴시)를 나타내고 있다.θ represents the number of clock cycles (latency) from inputting the READ command to outputting data to the data terminal DQ.

도 5의 예의 경우,For the example of FIG. 5,

10-1 제어 지연>10-2 제어 지연,10-1 control delay> 10-2 control delay,

10-1 출력 지연>10-2 출력 지연10-1 output delay> 10-2 output delay

이다. 액티브 영역(10-1, 10-2)의 제어 지연과 출력 지연 γ는 최대 1클럭 사이클, tRC(α)는 6사이클이고, α>>γ, 즉, α가 γ보다도 대폭 길다. 또한, α?θ, 즉, α는 레이턴시와 거의 동등한 시간이다.to be. The control delay and the output delay γ of the active regions 10-1 and 10-2 are at most one clock cycle, and tRC (α) is six cycles, and α >> γ, that is, α is significantly longer than γ. Also, α? Θ, that is, α is a time almost equal to the latency.

그런데, 데이터의 밴드 폭을 늘리는 것, 및, 메모리의 사이클을 개선하는 것은, 레이턴시 θ의 개선과 동의이다.Incidentally, increasing the bandwidth of the data and improving the cycle of the memory are synonymous with the improvement of the latency θ.

도 5에 도시한 예에서는, α에서 차지하는 γ의 비율(시간의 비율 : γ/α)은 작다. 따라서, γ(제어 지연, 출력 지연)의 지연도, γ(제어 지연, 출력 지연)에서 소비되는 전력도, α에서의 지연, 전력에 비해 작다.In the example shown in FIG. 5, the ratio (time ratio: γ / α) of γ to α is small. Therefore, the delay of γ (control delay, output delay) and the power consumed at γ (control delay, output delay) are also smaller than the delay and power at α.

그러나, 메모리 셀 어레이 내의 IO의 병렬수(예를 들면 리드 라이트 버스의 병렬 전송되는 데이터선의 개수)가 증가하면, 예를 들면 데이터 단자로부터 시리얼 입력되는 비트 데이터의 패러랠 변환 등의 시간 등의 증대에 의해, γ가 α에서 차지하는 비율이 증대되고, γ에서 소비되는 전력이 증대된다.However, when the parallel number of IOs in the memory cell array (for example, the number of data lines to be transmitted in parallel in the read / write bus) increases, for example, to increase the time such as parallel conversion of the bit data serially input from the data terminal. As a result, the ratio of gamma to alpha increases, and the power consumed by gamma increases.

지금까지, tRC(α)와 β를 삭감하는 것에, 아키텍처의 개발의 주안이 맞추어져 있었다. α=tRC(ROW CYCLE TIME)는, 메모리 셀에 액세스하기 위해서 메모리 어레이가 실제로 동작하고 있는 사이클을 나타내는 지표이다. 1회의 tRC에서, 병렬로 READ/WRITE되는 데이터수(액세스하는 메모리 셀수)에 의해, 메모리 입출력의 동작 주파수 f가 결정된다.Until now, the development of the architecture has been focused on reducing tRC (α) and β. α = tRC (ROW CYCLE TIME) is an index indicating the cycle in which the memory array is actually operating to access the memory cell. In one tRC, the operating frequency f of the memory input / output is determined by the number of data read / write in parallel (the number of memory cells to be accessed).

도 6은 관련 기술을 설명하는 도면이다(문제점을 설명하기 위해서 본원 발명자가 작성한 도면). 도 6에서, 데이터 단자[내부 데이터 버스(9)에 접속하는 데이터 단자]의 단자수는 36개이다. 버스트 길이 BL은 4이다. BL=4에 대응하여 리드 라이트 버스(RWBS)는 4비트이고, 36개의 데이터 단자에 대응하여 36×4=144개의 패러랠 데이터선(IO선)을 구비하고, 144개의 데이터가 액티브 영역에 WRITE/READ된다. YDEC는, 어드레스 신호의 컬럼 어드레스를 디코드하는 컬럼 디코더이다. 또한, 도 6에서, 도 3, 도 4 등과 동일 또는 동등한 요소에는 동일한 참조 부호가 붙여져 있다. YDEC는, 도 3, 도 4와 같이 메모리 어레이 기본 단위 내에 설치하는 구성으로 해도 되는 것은 물론이다.Fig. 6 is a view for explaining the related art (a drawing made by the inventor of the present application to explain the problem). In Fig. 6, the number of terminals of the data terminals (data terminals connected to the internal data bus 9) is 36. The burst length BL is four. In response to BL = 4, the read write bus RWBS is 4 bits, and has 36x4 = 144 parallel data lines (IO lines) corresponding to 36 data terminals, and 144 data are written in the active area in the WRITE / READ. YDEC is a column decoder that decodes the column address of the address signal. In Fig. 6, the same reference numerals are attached to the same or equivalent elements as in Figs. It goes without saying that the YDEC may be provided in the memory array basic unit as shown in Figs. 3 and 4.

[특허 문헌 1] 일본 특허 출원 공표 제2008-500668호 공보[Patent Document 1] Japanese Patent Application Publication No. 2008-500668

이하에 관련 기술의 분석을 제공한다.An analysis of the related art is provided below.

메모리에 요구되는 사양으로서, 레이턴시 θ도 중요하지만, 최근, tRC를 개선하고, 메모리 셀에 읽기쓰기하는 데이터 액세스수(효율)를 향상시키면서, 파워를 삭감하는 것, 즉, tRC(α)를 감축하고, 데이터 액세스수를 늘리면서, 저전력(LOW POWER)을 실현하는 것이 요구되고 있다.As a specification required for memory, latency θ is also important, but recently, tRC is improved, and power is reduced while improving the number of data accesses (efficiencies) to be read and written to the memory cell, that is, tRC (α) is reduced. In order to increase the number of data accesses, low power is required.

도 7의 (A), 도 7의 (B)는, 도 6에 도시한 반도체 메모리에서의 WRITE 동작, READ 동작을 모식적으로 도시하는 도면이다. 또한, 도 7은, 관련 기술의 문제점을 설명하기 위해서 본원 발명자가 작성한 도면이다. 도 7에서, 버스트 길이=4이고, BL0-BL3은, 버스트 길이=4에 대응하여, 1회의 액세스 커맨드로, 4개의 컬럼(비트선)(BL0, BL1, BL2, BL3)분 연속하여 READ/WRITE되는 4비트 데이터를 나타내고 있다.7A and 7B are diagrams schematically showing the WRITE operation and the READ operation in the semiconductor memory shown in FIG. 6. 7 is a figure which the inventor of this application produced in order to demonstrate the problem of the related art. In FIG. 7, burst length = 4, and BL0-BL3 corresponds to burst length = 4, and read / writes four columns (bit lines) BL0, BL1, BL2, BL3 consecutively in one access command. The 4-bit data written to WRITE is shown.

또한, 도 7의 (A), 도 7의 (B)에서, CMD는, 각각, WRITE(기입) 커맨드, READ(판독) 커맨드이다. 또한, 도 7의 (A), 도 7의 (B)에서, 설명의 간단화를 위해서, 뱅크 액티브 커맨드(ACT), 프리차지 커맨드(PRE) 등은 생략되어 있다. 또한, CMD는, 제어 신호(칩 셀렉트, 라이트 인에이블, 컬럼 어드레스 스트로브, 로우 어드레스 스트로브) 등의 조합으로 지정되고, 이들 제어 신호는, 커맨드 디코더(도시 생략)에 입력되어 디코드된다. WRITE 커맨드 또는 READ 커맨드의 입력에 의해, 지정된 로우 어드레스에 대하여 지정된 컬럼 어드레스를 선두로 하여 4개의 컬럼에 대한 BL0-3 데이터의 기입, 혹은 판독이 행해진다.In addition, in FIG.7 (A) and FIG.7 (B), CMD is a WRITE command and a READ command, respectively. In FIGS. 7A and 7B, for the sake of simplicity, the bank active command ACT, the precharge command PRE, and the like are omitted. The CMD is designated by a combination of control signals (chip select, write enable, column address strobe, row address strobe) and the like, and these control signals are input to a command decoder (not shown) and decoded. By inputting the WRITE command or the READ command, the BL0-3 data is written or read for four columns starting from the designated column address with respect to the designated row address.

도 7의 (A)에서는, 4비트 시리얼의 기입 데이터 BL0, BL1, BL2, BL3이 1개의 데이터 단자로부터 더블 데이터 레이트로(메모리 CLK의 상승 엣지와 하강 엣지에 동기하여 1클럭 사이클에서 2개의 비트 데이터) 입력된다. 입력된 4개의 컬럼에 대응하는 4비트 데이터 BL0, BL1, BL2, BL3을 시리얼ㆍ패러랠 변환하여 4비트 패러랠 데이터로 하고, 리드 라이트 버스(RWBS)의 4개의 데이터선에 병렬로 전송한다(γ의 제어 지연). 리드 라이트 버스(RWBS)로부터 메모리 어레이의 기본 단위(11)에 도착한 데이터(데이터 마스크가 규정되어 있지 않은 비트 데이터)는, 도시하지 않은 라이트 앰프[도 2의 WRITE AMP(5)]에 의해 증폭되고, 메인 IO선(MIOT/B), 로컬 IO선(LIOT/B)을 통하여, Y 스위치[도 2의 Y Switch(4)]가 온으로 된 선택 컬럼(4개의 컬럼)의 비트선(BLT/B)의 센스 앰프(도 2의 Sense Amlifier)에 전송되어, 액티브 영역의 선택 셀(High 레벨로 설정된 워드선에 접속하는 셀)에의 기입이 행해진다(선택 시간 α).In Fig. 7A, write data BL0, BL1, BL2, and BL3 of a 4-bit serial are transmitted from one data terminal to a double data rate (two bits in one clock cycle in synchronization with the rising edge and falling edge of the memory CLK). Data) is input. The 4-bit data BL0, BL1, BL2, and BL3 corresponding to the four input columns are serial-parallel converted to 4-bit parallel data, and are transferred in parallel to the four data lines of the read / write bus RWBS. Control delay). Data arriving from the read write bus RWBS to the basic unit 11 of the memory array (bit data without a data mask) is amplified by a write amplifier (not shown) (WRITE AMP 5 in FIG. 2). The bit line (BLT /) of the selected column (four columns) in which the Y switch (Y Switch 4 in FIG. 2) is turned on through the main IO line (MIOT / B) and the local IO line (LIOT / B). It is transferred to the sense amplifier (Sense Amlifier in Fig. 2) of B), and writing to the selected cell (cell connected to the word line set to the high level) in the active area is performed (selection time alpha).

도 7의 (A)에, Case1 및 Case2로서 나타내는 바와 같이, 데이터 제어 회로(7)측으로부터 원단(遠端)의 메모리 어레이 기본 단위(11)의 액티브 영역(10-1)(도 6)에 대한 제어 지연(10-1 제어 지연)은, 데이터 제어 회로(7)측으로부터 근단(近端)의 메모리 어레이 기본 단위(11)의 액티브 영역(10-2)(도 6)의 제어 지연(10-2 제어 지연)보다도, 시간을 요한다. 또한, 도 7의 (A)에서, 10-1, 10-2의 제어 지연 하에 놓여진 BL0-BL3은, 데이터 단자로부터 시리얼로 입력된 4비트 데이터를 시리얼ㆍ패러랠 변환한 병렬 4비트 데이터, 10-1, 10-2 선택 시간 하에 놓여진 BL0-BL3은, 메모리 어레이 기본 단위(11)에서, 선택 컬럼에 전송된, 병렬 4비트 데이터[메모리 셀 어레이의 4개의 선택 컬럼(BL0-BL3)에의 기입 데이터]이다.As shown in Case 1 and Case 2 in FIG. 7A, the active region 10-1 (FIG. 6) of the memory array basic unit 11 of the far end is shown from the data control circuit 7 side. The control delay (10-1 control delay) is the control delay 10 of the active region 10-2 (Fig. 6) of the memory array basic unit 11 of the near-end from the data control circuit 7 side. -2 control delay). In Fig. 7A, BL0-BL3, which is placed under the control delays of 10-1 and 10-2, is parallel 4-bit data obtained by serial-parallel conversion of 4-bit data serially input from the data terminal. The BL0-BL3 placed under 1, 10-2 selection time is parallel 4-bit data (write data to four selection columns BL0-BL3 of the memory cell array) transferred to the selection column in the memory array basic unit 11. ]to be.

도 7의 (B)는 버스트 길이 4에서 메모리 셀로부터 데이터를 판독할 때의 동작을 설명하는 타이밍차트이다. 도 7의 (B)에, Case1, Case2로서 나타내는 바와 같이, 데이터 제어 회로(7)측으로부터 원단의 액티브 영역(10-1)에 대한 제어 지연(10-1 제어 지연)과 출력 지연(10-1 출력 지연)은, 각각, 데이터 제어 회로(7)측으로부터 근단의 액티브 영역(10-2)에 대한 제어 지연(10-2 제어 지연)과 출력 지연(10-2 출력 지연)보다도, 시간을 요한다. 도 7의 (B)의 선택 시간[액티브 영역(10-1, 혹은 10-2)의 선택 시간]에서 메모리 셀로부터 판독된 데이터 BL0-BL3은, Y 스위치[도 2의 Y Switch(4)]를 통하여, 도시하지 않은 로컬 IO선, 메인 IO선으로부터 리드 라이트 버스(RWBS)에 전송되어, 출력 지연(10-1 출력 지연, 또는 10-2 출력 지연)을 요하여 데이터 제어 회로(7)에 도착하고, 4비트의 데이터 BL0-BL3이 더블 데이터 레이트로 시리얼로, 2사이클로 출력된다. 이 예에서는, CMD(READ)가 입력되고 나서, 최초의 비트 데이터 BL2가 출력될 때까지의 사이클은 4(레이턴시 θ)이다.FIG. 7B is a timing chart illustrating an operation when reading data from a memory cell at burst length 4. As shown in FIG. As shown in Case 1 and Case 2 in Fig. 7B, the control delay (10-1 control delay) and the output delay (10-) from the data control circuit 7 side to the active area 10-1 of the far end. 1 output delay) is longer than the control delay (10-2 control delay) and the output delay (10-2 output delay) for the near-end active region 10-2 from the data control circuit 7 side, respectively. It costs. The data BL0-BL3 read out from the memory cell at the selection time (selection time of the active region 10-1 or 10-2) in Fig. 7B is Y switch (Y Switch 4 in Fig. 2). Is transmitted from the local IO line and the main IO line (not shown) to the read write bus RWBS, thereby requiring an output delay (10-1 output delay, or 10-2 output delay) to the data control circuit 7. Upon arrival, four bits of data BL0-BL3 are output in serial and two cycles at a double data rate. In this example, the cycle from the input of CMD (READ) to the output of the first bit data BL2 is 4 (latency?).

도 7의 (A) 및 도 7의 (B)의 WRITE 및 READ 동작에서, 데이터 제어 회로(7)측으로부터 원단 메모리 셀(액티브 영역의 메모리 셀)의 선택에 의해, 특성은 정해지고, 커맨드(CMD)와 다음 커맨드(CMD)간의 기간(CMD to CMD 기간) β는, 3사이클로 된다. 또한 메모리 셀 어레이의 액티브 영역의 선택 시간 α는 3사이클로 된다.In the WRITE and READ operations in FIGS. 7A and 7B, the characteristics are determined by selecting the far-end memory cell (the memory cell in the active area) from the data control circuit 7 side, and the command ( The period (CMD to CMD period) β between the CMD and the next command CMD is three cycles. In addition, the selection time? Of the active region of the memory cell array is three cycles.

도 5에 도시한 예에서는, α>>γ이었지만, 도 7에 도시한 바와 같이, 고속 메모리에서는, α나 θ에 대하여 γ가 차지하는 비율이 커져 있다.In the example shown in FIG. 5, it was α >> γ, but as shown in FIG. 7, in the high-speed memory, the ratio of gamma to α and θ is large.

즉, 메모리 셀 어레이 내의 데이터 전송의 지연[데이터 버스선(RWBS)이나, 제어 신호선의 지연의 γ]이 차지하는 비율이 커진다.That is, the ratio of the delay (data bus line RWBS or the delay of the control signal line) of data transfer in the memory cell array is increased.

특히, 메모리에 액세스하는 사이클 α(=tRC)를 중시하는 고속 메모리에서는, 메모리 셀에서의 워드나 비트선, 메모리 셀의 선택이라고 하는 메모리 동작 그 자체의 지연(α)에 대하여, 지연(γ)이 크게 보이게 된다.In particular, in a high-speed memory that focuses on the cycle? (= TRC) for accessing the memory, the delay? Is relative to the delay? Of the memory operation itself, such as the selection of a word, a bit line, or a memory cell in the memory cell. This will look great.

따라서, 데이터 단자로부터 입력되는 데이터를 효율적으로 리드 라이트 버스(RWBS)에 전송하여, 메모리 셀에 WRITE/READ 액세스하는 것과, 저소비 전력화를 양립시키는 것이 필요로 된다.Therefore, it is necessary to transfer data input from the data terminal to the read write bus RWBS efficiently, to perform WRITE / READ access to the memory cell, and to achieve both low power consumption.

도 8은 관련 기술을 설명하는 도면이다(관련 기술의 문제점을 설명하기 위해서 본원 발명자가 작성한 도면). 도 8에서, 메모리 어레이로서 4개의 기본 단위(11)를 구비하고, 데이터 단자[내부 데이터 버스(9)에 접속하는 IO 단자]수는, 36개로 되고, 버스트 길이 BL=8이다. 1개의 데이터 단자에 대응하는 리드 라이트 버스(RWBS)는 8비트의 데이터선(IO선)이고, 전체로 8×36=288개(288비트 패러랠)의 데이터선을 구비한다.Fig. 8 is a view for explaining the related art (the drawing made by the inventor of the present application to explain the problems of the related art). In Fig. 8, four basic units 11 are provided as memory arrays, and the number of data terminals (IO terminals connected to the internal data bus 9) is 36, and the burst length BL = 8. The read write bus RWBS corresponding to one data terminal is an 8-bit data line (IO line) and includes 8 x 36 = 288 (288-bit parallel) data lines as a whole.

참조 부호 10-1, 10-2는, 각각 메모리 어레이 기본 단위(11)에서의 액티브 영역이다. 또한, YDEC는, 컬럼 어드레스를 디코드하는 컬럼 디코더이다. 또한, 도 8에서, 도 6 등과 동일 또는 동등한 요소에는 동일한 참조 부호가 붙여져 있다. YDEC는, 도 3, 도 4와 같이 메모리 어레이 기본 단위(11) 내에 설치하는 구성으로 해도 되는 것은 물론이다. 액티브 영역(10-1)은, 제어 회로(어드레스ㆍ커맨드ㆍ타이밍 컨트롤러)(6), 데이터 제어 회로(데이터 I/O, 데이터 마스크)(7)측으로부터 보아, 먼 측, 액티브 영역(10-2)은, 가까운 측이다.Reference numerals 10-1 and 10-2 denote active regions in the memory array basic unit 11, respectively. In addition, YDEC is a column decoder which decodes a column address. In Fig. 8, the same reference numerals are attached to the same or equivalent elements as in Fig. 6 and the like. It goes without saying that YDEC may be provided in the memory array basic unit 11 as shown in FIGS. 3 and 4. The active region 10-1 is farther from the control circuit (address command timing controller) 6 and the data control circuit (data I / O, data mask) 7 side than the active region 10-1. 2) is a close side.

도 9, 도 10은, 도 8의 구성에서의 WRITE 동작과 READ 동작을 각각 설명하는 타이밍차트이다. 도 9에 도시한 바와 같이, WRITE 커맨드가 시간을 두지 않고 연속하여 입력되는 연속 WRITE에서, 최초의 WRITE 커맨드(CMD)로부터 2클럭 사이클의 상승 엣지와 하강 엣지에 동기하여, 8개의 컬럼에 대응하는 8비트 데이터 BL0-BL7이 데이터 단자에 시리얼로 입력되고, γ의 제어 지연에서, 8비트 데이터 BL0-BL7이 패러랠 데이터로서, 리드 라이트 버스(RWBS)를 통하여, 메모리 어레이 기본 단위(11)의 라이트 앰프(도 2의 WRITE AMP)에 공급된다. 그리고, 제어 지연에 계속되는 선택 시간에서, 선택된 워드선에 접속하고, 또한, 선택된 8개의 컬럼의 비트선에 접속하는 메모리 셀에의 BL0-BL7의 8비트 데이터의 기입이 행해진다.9 and 10 are timing charts for describing the WRITE operation and the READ operation in the configuration of FIG. 8, respectively. As shown in Fig. 9, in the continuous WRITE in which the WRITE command is input continuously without time, in response to the rising edge and the falling edge of two clock cycles from the first WRITE command CMD, corresponding to eight columns. 8-bit data BL0-BL7 is serially input to the data terminal, and at a control delay of?, 8-bit data BL0-BL7 is parallel data, which is written to the memory array basic unit 11 through the read write bus RWBS. The amplifier is supplied to the WRITE AMP of FIG. 2. At the selection time following the control delay, 8-bit data of BL0-BL7 is written into the memory cell connected to the selected word line and connected to the bit line of the selected eight columns.

도 9의 예에서는, 선택 시간 α는 3클럭 사이클로 된다. 전회의 WRITE 커맨드(CMD)에 대응하여 시리얼 입력된 8비트 데이터에 이어서, 다음 WRITE 커맨드(CMD)에 대응하는 8비트 데이터가, 데이터 단자로부터 시리얼로 입력된다. 원단의 액세스 영역(10-1)의 제어 지연은, 근단의 액세스 영역(10-2)의 제어 지연보다도 연장된다. 또한, 도 9의 좌측의 파이프라인1(Pipeline1)은, 제어 지연, 그 후의 선택 시간의 처리가 1단의 파이프라인에 의해 행해지는 것을 나타내고 있다.In the example of FIG. 9, the selection time α is three clock cycles. Subsequent to 8-bit data serially input corresponding to the previous WRITE command CMD, 8-bit data corresponding to the next WRITE command CMD is input serially from the data terminal. The control delay of the far-end access area 10-1 is longer than the control delay of the near-end access area 10-2. In addition, pipeline 1 on the left side of FIG. 9 indicates that the processing of the control delay and subsequent selection time is performed by the pipeline of one stage.

도 10에 도시한 바와 같이, READ 커맨드가 시간을 두지 않고 연속하여 입력되는 연속 READ 시에는, READ 커맨드(CMD) 입력으로부터, 레이턴시 θ 후에, 데이터 단자로부터 8비트 데이터가 클럭의 상승 엣지와 하강 엣지에 동기하여 출력된다.As shown in Fig. 10, during continuous READ in which the READ command is input continuously without time, 8-bit data from the data terminal after the latency θ from the READ command (CMD) input, the rising edge and the falling edge of the clock. It is output in synchronization with.

도 10의 좌측의 파이프라인1(Pipeline1)은, 제어 지연과 선택 시간, 파이프라인2(Pipeline2)는, 출력 지연과 시리얼 비트 데이터의 출력을 나타내고 있다. Case1로서 나타내는 바와 같이, 원단의 액세스 영역(10-1)의 제어 지연, 출력 지연은, 모두, Case2로서 나타내는 근단의 액세스 영역(10-2)의 제어 지연, 출력 지연보다도 길다.Pipeline 1 on the left side of FIG. 10 shows the control delay and the selection time, and pipeline 2 indicates the output delay and the output of the serial bit data. As shown by Case1, the control delay and output delay of the far-end access area 10-1 are all longer than the control delay and output delay of the near-end access area 10-2 shown as Case2.

상기한 바와 같이, 특허 문헌 1에서는, 효율적으로 데이터를 판독하고, 기입을 행하기 위해서, 레이턴시 패스의 지연 시간에 주목하여, 평균적인 레이턴시를 짧게 하고 있다.As described above, in Patent Document 1, the average latency is shortened by paying attention to the delay time of the latency path in order to efficiently read data and write data.

그러나, 평균적인 레이턴시를 짧게 하는 것만으로는, 메모리 액세스 그 자체의 사이클은 짧아지지 않는다. 또한, 파워를 삭감하기에는 불충분하다.However, just shortening the average latency does not shorten the cycle of memory access itself. In addition, it is insufficient to reduce power.

따라서, 본 발명의 목적은, 파워의 저감과 메모리 액세스의 단축을 가능하게 하는 메모리 어레이를 구비한 반도체 장치의 제공에 있다.It is therefore an object of the present invention to provide a semiconductor device having a memory array that enables power reduction and memory access shortening.

본 발명은, 상기 과제 중 적어도 1개를 해결하기 위해서, 개략 이하의 구성으로 된다(단, 이들에 제한되는 것은 아니다).In order to solve at least one of the said subjects, this invention has the structure of the following roughly (but is not limited to these).

본 발명에 따르면, 기입 및 판독 가능한 메모리 셀을 복수 구비한 메모리 어레이가 복수의 기본 단위로 이루어지고,According to the present invention, a memory array including a plurality of writeable and readable memory cells is formed of a plurality of basic units,

복수의 상기 기본 단위에 대하여 공통으로 설치되며, 어드레스 신호/제어 신호의 전송이 행해지는 제1 버스와,A first bus which is provided to a plurality of said basic units in common, and to which an address signal / control signal is transmitted;

복수의 상기 기본 단위에 대하여 공통으로 설치되며, 기입 데이터와 판독 데이터의 전송이 행해지는 제2 버스를 구비하고,A second bus which is provided in common to a plurality of said basic units and which transfers write data and read data,

상기 제1 버스는, 파이프라인ㆍ레지스터로서 기능하는 적어도 1개의 제1 버퍼 회로를 구비하고,The first bus includes at least one first buffer circuit that functions as a pipeline register,

상기 제2 버스는, 파이프라인ㆍ레지스터로서 기능하는 적어도 1개의 제2 버퍼 회로를 구비하고,The second bus includes at least one second buffer circuit that functions as a pipeline register,

상기 제1 버스의 일단으로부터, 어드레스/제어 신호를, 상기 일단에 대하여 원단측의 기본 단위로부터, 상기 일단에 대하여 근단측의 기본 단위로의 순으로, 순차적으로, 송출하는 제1 제어 회로와,A first control circuit which sequentially transmits an address / control signal from the one end of the first bus, in the order from the base unit on the far-end side with respect to the one end, and the basic unit on the near-end side with respect to the one end;

기입 시에, 상기 제2 버스 상의 일단으로부터, 데이터 신호를, 상기 일단에 대하여 원단측의 기본 단위로부터, 상기 일단에 대하여 근단측의 기본 단위로의 순으로, 순차적으로, 송출하는 제2 제어 회로를 구비하고,A second control circuit which sequentially transmits data signals from one end on the second bus in order from the far end side basic unit to the one end to the near end side basic unit at the time of writing; And

상기 제2 버스로부터 복수의 상기 기본 단위의 각각에 전송된 기입 데이터는, 복수의 상기 기본 단위의 각각에 기입되고,Write data transmitted from the second bus to each of the plurality of basic units is written to each of the plurality of the basic units,

판독 시에, 복수의 상기 기본 단위의 각각으로부터의 판독 데이터는, 상기 제2 버스를 통하여, 상기 근단측의 기본 단위로부터 상기 원단측의 기본 단위의 순으로 상기 제2 제어 회로에 도착하고, 상기 제2 제어 회로에서는, 상기 도착한 판독 데이터를 출력하는 반도체 장치가 제공된다.Upon reading, read data from each of the plurality of basic units arrives in the second control circuit in the order of the basic unit on the far-end side from the basic unit on the near-end side via the second bus. In the second control circuit, a semiconductor device for outputting the arrived read data is provided.

본 발명에 따르면, 데이터 효율을 유지하고, 소비 전력의 저감을 가능하게 하는 메모리 어레이를 구비한 반도체 장치를 실현할 수 있다.According to the present invention, a semiconductor device having a memory array capable of maintaining data efficiency and reducing power consumption can be realized.

도 1은 특허 문헌 1의 구성을 도시하는 도면.
도 2는 일반적인 메모리의 구성을 도시하는 도면.
도 3은 관련 기술을 설명하는 도면.
도 4는 관련 기술을 설명하는 도면.
도 5는 도 4의 관련 기술의 타이밍차트.
도 6은 관련 기술의 구성예 1을 설명하는 도면.
도 7의 (A), (B)는 도 6의 WRITE, READ 동작을 설명하는 타이밍차트.
도 8은 관련 기술의 구성예 2를 설명하는 도면.
도 9는 도 8의 관련 기술의 WRITE 동작을 설명하는 타이밍차트.
도 10은 도 8의 관련 기술의 READ 동작을 설명하는 타이밍차트.
도 11은 본 발명의 실시 형태 1을 설명하는 도면.
도 12는 본 발명의 실시 형태 1의 WRITE 동작을 설명하는 타이밍차트.
도 13은 본 발명의 실시 형태 1의 READ 동작을 설명하는 타이밍차트.
도 14는 본 발명의 실시 형태 1의 WRITE 동작의 파이프라인을 설명하는 타이밍차트.
도 15는 본 발명의 실시 형태 1의 READ 동작의 파이프라인을 설명하는 타이밍차트.
도 16은 본 발명의 실시 형태 2를 설명하는 도면.
도 17은 본 발명의 실시 형태 2의 WRITE 동작을 설명하는 타이밍차트.
도 18은 본 발명의 실시 형태 2의 READ 동작을 설명하는 타이밍차트.
도 19는 본 발명의 실시 형태 2의 WRITE 동작의 파이프라인을 설명하는 타이밍차트.
도 20은 본 발명의 실시 형태 2의 연속 WRITE 동작의 파이프라인을 설명하는 타이밍차트.
도 21은 본 발명의 실시 형태 2의 READ 동작의 파이프라인을 설명하는 타이밍차트.
도 22는 본 발명의 실시 형태 2의 WRITE to READ 동작의 파이프라인을 설명하는 타이밍차트.
도 23은 본 발명의 실시 형태 2의 READ to WRITE 동작의 파이프라인을 설명하는 타이밍차트.
도 24는 본 발명의 실시 형태 3을 설명하는 도면.
도 25는 본 발명의 실시 형태 3에서의 버스트 절환을 설명하는 도면.
도 26은 본 발명의 실시 형태 4를 설명하는 도면.
도 27은 본 발명의 실시 형태 4에서의 버스트 절환 금지 룰을 설명하는 도면.
도 28은 본 발명의 실시 형태 4에서의 공통 IO선(CIO) 구성에서의 CMD to CMD 기간 β의 사양을 설명하는 도면.
도 29는 본 발명의 실시 형태 5를 설명하는 도면.
도 30은 본 발명의 실시 형태 5에서의 CMD to CMD 기간 β의 사양을 설명하는 도면.
도 31의 (A), (B)는 버퍼의 구성의 구성예를 도시하는 도면.
도 32는 본 발명의 실시 형태 6에서의 어드레스 할당의 일례를 설명하는 도면.
도 33은 본 발명의 실시 형태 6에서의 어드레스 할당 절환의 제1 예를 설명하는 도면.
도 34는 본 발명의 실시 형태 6에서의 어드레스 할당 절환의 제2 예를 설명하는 도면.
도 35는 각 실시 형태에서의 버퍼와 메모리 어레이의 기본 단위의 구성예를 도시하는 도면.
1 is a diagram illustrating a configuration of Patent Document 1. FIG.
2 is a diagram showing a configuration of a general memory.
3 illustrates a related art.
4 illustrates a related art.
5 is a timing chart of the related art of FIG.
6 is a view for explaining a structural example 1 of the related art.
7A and 7B are timing charts illustrating the WRITE and READ operations in FIG. 6.
8 is a view for explaining a structural example 2 of the related art.
FIG. 9 is a timing chart illustrating the WRITE operation of the related art of FIG. 8. FIG.
10 is a timing chart for explaining a READ operation of the related art in FIG. 8;
Fig. 11 is a diagram explaining Embodiment 1 of the present invention.
12 is a timing chart for explaining the WRITE operation of the first embodiment of the present invention;
Fig. 13 is a timing chart for explaining a READ operation according to the first embodiment of the present invention.
14 is a timing chart for explaining a pipeline of the WRITE operation according to the first embodiment of the present invention.
Fig. 15 is a timing chart for explaining the pipeline of the READ operation according to the first embodiment of the present invention.
16 is a diagram describing Embodiment 2 of the present invention;
Fig. 17 is a timing chart illustrating the WRITE operation of the second embodiment of the present invention.
Fig. 18 is a timing chart for explaining a READ operation according to the second embodiment of the present invention.
Fig. 19 is a timing chart for explaining the pipeline of the WRITE operation according to the second embodiment of the present invention.
20 is a timing chart illustrating a pipeline of continuous WRITE operations according to the second embodiment of the present invention.
Fig. 21 is a timing chart for explaining the pipeline of the READ operation according to the second embodiment of the present invention.
Fig. 22 is a timing chart for explaining the pipeline of the WRITE to READ operation according to the second embodiment of the present invention.
Fig. 23 is a timing chart for explaining the pipeline of the READ to WRITE operation according to the second embodiment of the present invention.
24 is a diagram describing Embodiment 3 of the present invention;
Fig. 25 is a diagram explaining burst switching in Embodiment 3 of the present invention.
Fig. 26 is a diagram explaining Embodiment 4 of the present invention;
Fig. 27 is a diagram for explaining the burst switching prohibition rule in the fourth embodiment of the present invention.
Fig. 28 is a diagram explaining specifications of CMD to CMD period β in the common IO line (CIO) configuration according to the fourth embodiment of the present invention.
Fig. 29 is a diagram explaining Embodiment 5 of the present invention;
Fig. 30 is a diagram explaining specifications of the CMD to CMD period β in the fifth embodiment of the present invention.
31A and 31B are diagrams showing an example of the configuration of a buffer.
32 is a view for explaining an example of address assignment in Embodiment 6 of the present invention.
FIG. 33 is a view for explaining a first example of address assignment switching in Embodiment 6 of the present invention. FIG.
Fig. 34 is a view for explaining a second example of address assignment switching in Embodiment 6 of the present invention.
35 is a diagram showing a configuration example of a basic unit of a buffer and a memory array in each embodiment;

이하, 본 발명을 실시하기 위한 바람직한 형태에 대하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the preferable form for implementing this invention is demonstrated.

본 발명의 주된 특징은 개략 이하의 구성으로 된다(단, 이하에 한정되지 않는다).The main features of the present invention have the following constitution (but not limited to the following).

(1) 어드레스, 커맨드 제어 회로로부터의 어드레스ㆍ커맨드 버스, 데이터 제어 회로로부터 IO선(리드 라이트 버스) 등에 대하여, 파이프라인ㆍ레지스터를 삽입하고, 메모리 셀 어레이를 분할하는 구성으로 한다.(1) A pipeline register is inserted into an address, an address command bus from a command control circuit, an IO line (lead write bus), etc. from a data control circuit, and the memory cell array is divided.

(2) 파이프라인ㆍ레지스터의 유효ㆍ무효를 메모리의 동작 사양에 대응하여 절환하여, 메모리 셀 어레이의 기본 단위를 변경할 수 있도록 구성한다.(2) The validity and the invalidity of the pipeline register are switched in accordance with the operation specification of the memory, so that the basic unit of the memory cell array can be changed.

(3) 분할된 메모리 셀 어레이의 기본 단위마다, 액세스ㆍ레이턴시 및 커맨드 입력의 간격 β(tRRD)를 가변으로 한다.(3) The interval β (tRRD) between the access latency and the command input is made variable for each basic unit of the divided memory cell array.

(4) IO선, 제어선에 대하여, 패러랠로 메모리 셀 어레이를 선택하고, 데이터 입출력을 할 수 있도록 하고 있다.(4) A parallel memory cell array is selected for the IO line and the control line so that data input and output can be performed.

(5) IO선, 제어선에 대하여 패러랠로 메모리 셀 어레이를 선택할 때의, 선택수를 동작 사양에 맞추어 가변으로 하고 있다. 또한, 어드레스의 할당을 가변으로 하고 있다.(5) The number of selections when selecting a memory cell array in parallel with respect to an IO line and a control line is made variable according to an operation specification. In addition, address assignment is made variable.

몇 가지의 바람직한 형태에 따르면, 기입 및 판독 가능한 메모리 셀을 복수 구비한 메모리 어레이가 복수의 기본 단위(11)로 이루어지고, 복수의 상기 기본 단위에 대하여 공통으로 설치되며, 어드레스 신호/제어 신호의 전송이 행해지는 제1 버스(어드레스ㆍ커맨드 버스)와, 복수의 상기 기본 단위(11)에 대하여 공통으로 설치되며, 기입 데이터와 판독 데이터의 전송이 행해지는 제2 버스(RWBS)를 구비하고 있다. 상기 제1 버스는, 파이프라인ㆍ레지스터로서 기능하는 적어도 1개의 제1 버퍼 회로(13A)를 구비하고 있다. 상기 제2 버스는, 파이프라인ㆍ레지스터로서 기능하는 적어도 1개의 제2 버퍼 회로(13B)를 구비하고 있다. 또한, 상기 제1 버스의 일단으로부터, 어드레스/제어 신호를, 상기 일단에 대하여 원단측의 기본 단위로부터, 상기 일단에 대하여 근단측의 기본 단위로의 순으로, 순차적으로, 송출하는 제1 제어 회로(6)와, 데이터 기입 시, 상기 제2 버스(RWBS) 상의 일단으로부터, 데이터 신호를, 상기 일단에 대하여 원단측의 기본 단위로부터, 상기 일단에 대하여 근단측의 기본 단위로의 순으로, 순차적으로, 송출하는 제2 제어 회로(7)를 구비하고 있다. 상기 제2 버스(RWBS)로부터 복수의 상기 기본 단위의 각각에 전송된 기입 데이터는, 복수의 상기 기본 단위의 각각에 기입된다. 또한, 데이터 판독 시, 복수의 상기 기본 단위의 각각으로부터의 판독 데이터는, 상기 제2 버스를 통하여, 상기 근단측의 기본 단위로부터 상기 원단측의 기본 단위의 순으로 상기 제2 제어 회로에 도착하고, 상기 제2 제어 회로(7)에서는, 상기 도착한 판독 데이터를 출력한다. 몇 가지의 바람직한 형태에 따르면, 상기 제1 버스(어드레스ㆍ커맨드 버스)에서, 제1 제어 회로(6)로부터 원단측에 위치하는 상기 기본 단위와 근단측에 위치하는 상기 기본 단위 사이에, 적어도 1개의 제1 버퍼 회로(13A)를 구비하고, 상기 제2 버스(RWBS)에서, 상기 제2 제어 회로(7)로부터 원단측에 위치하는 상기 기본 단위와 근단측에 위치하는 상기 기본 단위 사이에, 적어도 1개의 제2 버퍼 회로(13B)를 구비한 구성으로 해도 된다. 혹은, 상기 제1 버스(어드레스ㆍ커맨드 버스)에서, 인접하는 기본 단위의 사이에 제1 버퍼 회로(13A)를 구비하고, 상기 제2 버스(RWBS)에서, 인접하는 기본 단위의 사이에 제2 버퍼 회로(13B)를 구비한 구성으로 해도 된다.According to some preferred embodiments, a memory array including a plurality of write and read memory cells is composed of a plurality of basic units 11, is provided in common for a plurality of the basic units, and includes an address signal / control signal. A first bus (address command bus) to which transfer is performed and a plurality of basic units 11 are provided in common, and a second bus (RWBS) to which write data and read data are transferred. . The first bus includes at least one first buffer circuit 13A that functions as a pipeline register. The second bus includes at least one second buffer circuit 13B that functions as a pipeline register. Further, a first control circuit that sequentially transmits address / control signals from one end of the first bus to a base unit on the far end side with respect to the one end, and then to a base unit on the near end side with respect to the one end. (6) and the data signal from the one end on the second bus RWBS at the time of data writing, in the order from the basic unit on the far-end side with respect to the one end, and the basic unit on the near-end side with respect to the one end. In addition, the second control circuit 7 for sending is provided. The write data transmitted from the second bus RWBS to each of the plurality of basic units is written to each of the plurality of the basic units. Further, when reading data, read data from each of the plurality of basic units arrives in the second control circuit in the order of the basic unit on the far-end side from the basic unit on the near-end side via the second bus. The second control circuit 7 outputs the arrived read data. According to some preferable aspects, at least 1 in the said 1st bus (address command bus) between the said basic unit located in the far-end side and the said basic unit located in the near-end side from the 1st control circuit 6 Two first buffer circuits (13A), on the second bus (RWBS), between the basic unit located on the far-end side and the basic unit located on the near-end side from the second control circuit (7), It is good also as a structure provided with the at least 1 2nd buffer circuit 13B. Alternatively, in the first bus (address command bus), a first buffer circuit 13A is provided between adjacent basic units, and in the second bus RWBS, a second between adjacent basic units is provided. It is good also as a structure provided with the buffer circuit 13B.

몇 가지의 바람직한 형태에 따르면, 상기 메모리 어레이가 제1 내지 제N 기본 단위(11)로 이루어지고(단, N은 2 이상의 양의 정수), 상기 제1 버스(어드레스ㆍ커맨드 버스)는, (N-1)쌍의 인접하는 상기 기본 단위의 사이에 (N-1)개의 제1 버퍼 회로(13A)를 구비하고, 상기 제2 버스(RWBS)는, 버스트 길이 M×N(단, M은 1 이상의 소정의 양의 정수)에 대응한 M×N비트 데이터를 시리얼로 입출력하는 1개의 데이터 단자당, 패러랠한 M개의 데이터선을 갖고, (N-1)쌍의 인접하는 상기 기본 단위의 사이에, (N-1)개의 제2 버퍼 회로(13B)를 구비하고 있다. 상기 제1 제어 회로(6)는, 상기 제1 내지 제N 기본 단위 중의 최원단의 기본 단위로의 어드레스/제어 신호로부터, 최근단의 기본 단위로의 어드레스/제어 신호의 순으로, 순차적으로, 상기 제1 버스에, 사이클마다 송출한다. 데이터 기입 시, 상기 제2 제어 회로(7)는, 상기 1개의 데이터 단자로부터 시리얼로 입력되는 M×N개의 비트 데이터를, 상기 제1 내지 제N 기본 단위 중의 최원단의 기본 단위로의 데이터로부터, 최근단의 기본 단위로의 데이터의 순으로, M비트씩, 순차적으로, 패러랠로, 상기 제2 버스(RWBS)의 상기 M개의 데이터선에, 사이클마다 송출한다[버스트 길이 M×N에 대응하는 M×N비트 데이터를, M비트씩, 상이한 N개의 기본 단위에 순차적으로 전송하여 저장하는 구성으로 한 것이며, 상기 제2 버스(RWBS)의 데이터선의 개수는, M개로 된다). 상기 제2 버스(RWBS)로부터 상기 제1 내지 제N 기본 단위(11)의 각각에 전송된 M비트 데이터는, 상기 제1 내지 제N 기본 단위의 각각의 M개의 컬럼에 기입된다. 또한, 데이터 판독 시에, 상기 제1 내지 제N 기본 단위의 각각의 M개의 컬럼으로부터 판독된 M비트 데이터는 상기 제2 버스(RWBS)를 패러랠로 전송되어, 상기 최근단의 기본 단위의 M비트 데이터로부터, 상기 최원단의 기본 단위의 M비트 데이터의 순으로, 순차적으로, 상기 제2 제어 회로에 도착하고, 상기 제2 제어 회로(7)는, 상기 데이터 단자로부터 M×N비트의 데이터를 시리얼로 출력한다.According to some preferred embodiments, the memory array comprises first to Nth basic units 11 (where N is a positive integer of 2 or more), and the first bus (address command bus) is ( N-1) pairs of (N-1) first buffer circuits 13A are provided between adjacent basic units, and the second bus RWBS has a burst length M × N (where M is Per data terminal for serially inputting and outputting MxN bit data corresponding to one or more predetermined positive integers), and having parallel M data lines, between (N-1) pairs of adjacent basic units (N-1) second buffer circuits 13B are provided. The first control circuit 6 sequentially stores the address / control signals in the most basic unit among the first to Nth basic units in the order of the address / control signals in the most basic unit. The first bus is sent out every cycle. When writing data, the second control circuit 7 stores M × N bit data serially input from the one data terminal from the data in the most basic unit among the first to Nth basic units. To M data lines of the second bus RWBS sequentially and in parallel, in order of the data in the last basic unit, M by bit (corresponding to the burst length M × N). The M × N bit data is sequentially transmitted and stored in M different N basic units for each M bit, and the number of data lines of the second bus RWBS is M). M-bit data transmitted from the second bus RWBS to each of the first to Nth basic units 11 is written in each of M columns of the first to Nth basic units. In addition, when reading data, M-bit data read from each of the M columns of the first to Nth basic units is transferred to the second bus RWBS in parallel, so that the M bits of the most basic unit are the M bits. From the data, the second control circuit 7 sequentially arrives at the second control circuit in the order of the M bit data of the basic unit of the farthest end, and the second control circuit 7 receives M × N bit data from the data terminal. Output in serial.

몇 가지의 바람직한 형태에 따르면, 파이프라인ㆍ레지스터를 씨닝하여 상이한 복수의 버스트 길이로 최적화 가능한 구성으로 해도 된다. 상기 제1 버스가, 복수쌍의 인접하는 상기 기본 단위의 각 쌍의 사이에, 제1 버퍼 회로(13A)를 구비하고, 상기 제2 버스가, 복수쌍의 인접하는 상기 기본 단위의 각 쌍의 사이에, 제2 버퍼 회로(13B)를 구비하고, 복수의 상기 제1 버퍼 회로와 복수의 상기 제2 버퍼 회로 중의 적어도 1쌍의 상기 제1 버퍼 회로와 상기 제2 버퍼 회로가 파이프라인ㆍ레지스터로서 기능하고, 남은 상기 제1 버퍼 회로와 상기 제2 버퍼 회로의 파이프라인ㆍ레지스터 기능을 무효화하여, 상이한 복수의 버스트 길이에 대응 가능하게 하고 있다.According to some preferable aspects, it is good also as a structure which can thin the pipeline register and can optimize to several different burst length. The first bus includes a first buffer circuit 13A between each pair of plural pairs of adjacent basic units, and the second bus includes each pair of plural pairs of adjacent basic units. A second buffer circuit 13B is provided between the first buffer circuit and the second buffer circuit in at least one pair of the plurality of first buffer circuits and the plurality of second buffer circuits. It functions as a function, invalidates the pipeline and register functions of the remaining first buffer circuit and the second buffer circuit, thereby making it possible to cope with a plurality of different burst lengths.

바람직한 형태 중 하나에 따르면, 보다 상세하게는, 예를 들면, 상기 메모리 어레이가 제1 내지 제N 기본 단위로 이루어지고(단, N=2^K, K는 2 이상의 소정의 양의 정수), 상기 제1 버스는, (N-1)쌍의 인접하는 상기 기본 단위의 사이에, (N-1)개의 제1 버퍼 회로(13A)을 구비하고, 상기 제2 버스(RWBS)는, 버스트 길이에 대응한 개수 K의 비트 데이터를 시리얼로 입출력하는 1개의 데이터 단자당, 패러랠한 M 개(단, M은 2 이상의 소정의 양의 정수)의 데이터선을 갖고, (N-1)쌍의 인접하는 상기 기본 단위의 사이에 (N-1)개의 제2 버퍼 회로(13B)를 구비하고, 버스트 길이가 M×N일 때는, (N-1)개의 상기 제1 및 제2 버퍼 회로는 파이프라인ㆍ레지스터로서 기능하고, 버스트 길이가 M×(N/(2^L))(단, L은 1 이상 K 이하의 소정의 정수, ^은 제곱 연산자)일 때는, 인접하는 2^(K-1)개의 기본 단위를 1개의 세트로 통합하고, 인접하는 세트간의 제1 및 제2 버퍼 회로는 파이프라인ㆍ레지스터로서 기능하고, 남은 제1 및 제2 버퍼 회로는 파이프라인ㆍ레지스터 기능이 무효로 되는 구성으로 해도 된다.According to one of the preferred forms, in more detail, for example, the memory array consists of first to Nth basic units (where N = 2 ^ K, K is a predetermined positive integer of 2 or more), The first bus includes (N-1) first buffer circuits 13A between adjacent (N-1) pairs of the basic units, and the second bus RWBS has a burst length. Per data terminal for serially inputting and outputting the number K of bit data corresponding to each other, and having parallel M data lines (wherein M is a predetermined positive integer of 2 or more), and adjacent (N-1) pairs (N-1) second buffer circuits 13B are provided between the basic units, and when the burst length is M × N, the (N-1) first and second buffer circuits are pipelined. When the burst length is M × (N / (2 ^ L)) (where L is a predetermined integer of 1 or more and K or less, ^ is a squared operator), adjacent 2 ^ (K-1) ) Basic stages May be integrated into one set, and the first and second buffer circuits between adjacent sets may function as pipeline registers, and the remaining first and second buffer circuits may be invalidated in the pipeline and register functions. .

몇 가지의 바람직한 형태에 따르면, 복수의 상기 기본 단위(11)의 각각에 대응하여 설치되며, 상기 제1 버스에 전송된 어드레스/제어 신호를 받아, 상기 기본 단위에 공급하는 복수의 제3 버퍼 회로(13C)를 구비한다.According to some preferred embodiments, a plurality of third buffer circuits are provided corresponding to each of the plurality of basic units 11 and receive address / control signals transmitted to the first bus and supply the plurality of third buffer circuits to the basic units. 13C is provided.

몇 가지의 바람직한 형태에 따르면, 기입, 판독 액세스에 대하여, 상기 제1 버스에의 어드레스/커맨드의 전송 사이클, 및, 기입 액세스에서 상기 제2 버스에의 기입 데이터의 전송 사이클로 이루어지는 제어 지연(γ)에 대응하는 제1 기간과, 상기 메모리 셀 어레이의 상기 기본 단위에서, 선택된 메모리 셀에의 데이터의 기입, 또는, 선택된 메모리 셀로부터의 판독이 행해지는 선택 시간(α)에 대응하는 제2 기간에 관하여, 상기 제1 기간이, 파이프라인 제어에 대응하여, 복수 사이클로 이루어지며, 상기 제2 기간 이상의 길이를 갖는다.According to some preferred aspects, a control delay γ consisting of a transfer cycle of address / command to the first bus and a write cycle of write data to the second bus in write access for write and read access. In a first period corresponding to the second period corresponding to the selection time α at which data is written to, or read from, the selected memory cell in the basic unit of the memory cell array. In this regard, the first period is made up of a plurality of cycles corresponding to pipeline control, and has a length equal to or greater than the second period.

몇 가지의 바람직한 형태에 따르면, 판독 액세스에서, 상기 선택 시간에 이어서 상기 각 기본 단위로부터 판독된 데이터가 상기 제2 버스를 전송되어, 상기 제2 제어 회로에 도착할 때까지의 출력 지연(γ)에 대응하는 제3 기간이, 파이프라인 제어에 대응하여, 복수 사이클로 이루어지며, 상기 선택 시간(α)에 대응하는 상기 제2 기간 이상의 길이를 갖는다.According to some preferred forms, in the read access, following the selection time, the output delay γ until the data read from each basic unit is transmitted to the second bus and arrives at the second control circuit. The corresponding third period consists of a plurality of cycles corresponding to the pipeline control and has a length equal to or greater than the second period corresponding to the selection time α.

몇 가지의 바람직한 형태에 따르면, 상기 제1 기간과 상기 제3 기간이 모두 상기 제2 기간과 동일한 길이를 갖는다.According to some preferred forms, both the first period and the third period have the same length as the second period.

몇 가지의 바람직한 형태에 따르면, 연속하여 입력되는 복수의 커맨드에 대응하는 상기 제1 기간 및 제2 기간, 또는, 상기 제1 내지 제3 기간이, 커맨드간에서의 파이프라인 제어의 단위로 된다.According to some preferable aspects, the said 1st time period and the 2nd time period corresponding to the some command input continuously, or the said 1st thru | or 3rd time period become a unit of pipeline control between commands.

몇 가지의 바람직한 형태 중 하나에 따르면, 상기 기본 단위를 서브뱅크로 하고, 복수의 서브뱅크를 포함하는 뱅크(15)를 구비하고, 상기 복수의 서브뱅크에 대하여 복수의 액세스가 행해진다.According to one of several preferred forms, the said basic unit is made into a subbank, the bank 15 containing a plurality of subbanks is provided, and a plurality of accesses are performed to the plurality of subbanks.

몇 가지의 바람직한 형태 중 하나에 따르면, 상기 제2 버스가, 상기 제2 제어 회로로부터 상기 복수의 기본 단위에의 기입 데이터를 전송하는 기입 전용 버스(WBS : 16)와, 상기 복수의 기본 단위로부터의 판독 데이터를 상기 제2 제어 회로(7)에 전송하는 판독 전용 버스(RBS : 17)를 구비한다. 상기 기입 전용 버스(WBS : 16)가 적어도 1개의 상기 제2 버퍼 회로(13B)를 구비하고, 상기 판독 전용 버스(RBS : 17)가 적어도 1개의 상기 제2 버퍼 회로(13B)를 구비한다.According to one of several preferred forms, the second bus includes a write-only bus (WBS) 16 for transferring write data from the second control circuit to the plurality of basic units, and from the plurality of basic units. A read-only bus (RBS) 17 for transferring the read data to the second control circuit 7. The write only bus WBS 16 includes at least one second buffer circuit 13B, and the read only bus RBS 17 includes at least one second buffer circuit 13B.

우선 바람직한 형태의 기본 원리 중 하나에 대하여 설명한다. 또한, 이하에서는, 본 발명의 기본 원리의 설명의 용이화를 위해서, 적절히, 전술한 관련 기술, 특허 문헌 1 등과 대비하여, 설명을 행한다.First, one of the basic principles of the preferred form will be described. In addition, in the following, in order to facilitate the explanation of the basic principle of the present invention, a description will be made in contrast with the above-described related technology, Patent Document 1 and the like.

상기 메모리 어레이의 기본 단위로의 분할이나 메모리의 대용량화에 의해 제어 회로(어드레스, 커맨드, 타이밍 컨트롤러)나 데이터 제어 회로(데이터 I/O, 데이터 마스크)의 제어를 받는 메모리 셀 어레이의 수가 증가하고, 또한, 제어 신호의 배선 길이나, 데이터 전송용의 리드 라이트 버스(RWBS)의 배선도 길어져 있다. 이 때문에, 선택 시간 tRC(α)의 기간에 대한 단축은 진행되지만, 제어 지연ㆍ출력 지연(γ)의 기간에 대해서는 단축이 진행되지 않아, 고성능화나 대용량화에서, α의 기간을 단축하는 가운데, γ의 기간이 차지하는 비율이 커지고 있다.The number of memory cell arrays that are controlled by control circuits (addresses, commands, timing controllers) or data control circuits (data I / O, data masks) is increased by dividing the memory array into basic units and increasing the capacity of the memory. Moreover, the wiring length of a control signal and the wiring of the read / write bus RWBS for data transfer are also long. For this reason, although the shortening with respect to the period of the selection time tRC ((alpha)) advances, the shortening does not progress with respect to the period of control delay and output delay (gamma), and while shortening period of (alpha) in high performance and large capacity, (gamma) The proportion occupied by the period is growing.

즉, 메모리 셀 어레이 내에서의 데이터 신호, 제어 신호의 전송 시간(리드 라이트 버스나 제어 신호선의 지연의 기간 γ)이 차지하는 비율이 커진다.That is, the ratio of the transmission time of the data signal and the control signal in the memory cell array (period γ of delay of the read write bus or the control signal line) becomes large.

특히, 메모리에 액세스하는 ROW 사이클 시간 tRC(α)의 고속화(단축)를 중시하는 고속 메모리에서는, 메모리 셀에서의 워드나 비트선, 메모리 셀의 선택이라고 하는 메모리 동작 그 자체의 지연(α)이 지배항인 것에 대하여, 전술한 제어 지연ㆍ출력 지연(γ)이 크게 보이게 된다.In particular, in a high speed memory that emphasizes the speedup (shortening) of the ROW cycle time tRC (α) for accessing the memory, the delay α of the memory operation itself, such as the selection of a word, a bit line, or a memory cell in a memory cell, As to the dominant term, the above-described control delay / output delay γ becomes large.

그 때문에, 외부로부터 입력되는 데이터를 효율적으로 리드 라이트 버스(RWBS)에 의해 전송하여 메모리 셀에의 기입을 행하고, 및, 메모리 셀로부터의 판독 데이터를 리드 라이트 버스(RWBS)에 전송하여 효율적으로 판독을 행하기 위해서, 신호 전송의 고속화와 저소비 전력화의 양립이 필요로 된다.Therefore, data input from the outside is efficiently transferred by the read write bus RWBS to write to the memory cell, and read data from the memory cell is transferred to the read write bus RWBS for efficient reading. In order to perform the above, both high speed signal transmission and low power consumption are required.

바람직한 일 형태에 따르면, 파워 지연곱(=PㆍTd)에 주목하고 있다. 전술한 바와 같이, 파워 P는,According to a preferred embodiment, attention is paid to the power delay product (= P Td). As mentioned above, the power P,

Figure pat00003
Figure pat00003

(단, n은 소자수, c는 용량, f는 동작 주파수, V는 동작 전원 전압임)에 의해 정해지지만, 제어 지연ㆍ출력 지연 등의 지연(γ)(=지연1), 선택 시간(α) 등의 지연(=지연2)에 대응시켜 분할하여 나타내면, 파워 지연 곱 PㆍTd는 다음 수학식 3과 같이 된다.(Where n is the number of elements, c is the capacitance, f is the operating frequency, and V is the operating power supply voltage), but the delay γ (= delay 1) such as the control delay and output delay (= delay 1) and the selection time (α) When divided into the corresponding delays (= delay 2) and the like, the power delay product P · Td is expressed by the following expression (3).

Figure pat00004
Figure pat00004

수학식 3에서, 첨자 1은 지연1(제어 지연ㆍ출력 지연의 γ)의 소자수 n, 용량 c, 동작 주파수 f, 동작 전원 전압 V를 나타내고, 첨자 2는 지연2(선택 시간 α)의 소자수 n, 용량 c, 동작 주파수 f, 동작 전원 전압 V를 나타내고 있다.In equation (3), subscript 1 represents the number of elements n of delay 1 (γ of control delay and output delay), capacitance c, operating frequency f, and operating power supply voltage V, and subscript 2 represents elements of delay 2 (selection time α). A number n, a capacity c, an operating frequency f, and an operating power supply voltage V are shown.

파워 삭감을 위해서, 트레이드오프할 수 있는 항목을 고찰하면, 시스템으로부터 본 데이터 효율의 점에서, 메모리로부터 출력되는 데이터수, 메모리에 입력되는 데이터수를 삭감할 수는 없다.Considering the items that can be traded off for power reduction, the number of data output from the memory and the number of data input to the memory cannot be reduced in view of the data efficiency seen from the system.

제어 지연ㆍ출력 지연 γ는, READ 동작에서는, CMD(READ 커맨드) 입력으로부터 메모리 어레이 기본 단위(11)로의 어드레스, 커맨드를 공급할 때까지의 지연(제어 지연), 혹은, 메모리 어레이 기본 단위(11)로부터 리드 라이트 버스(RWBS)에 전송된 패러랠 데이터를 받은 데이터 제어 회로가, 시리얼 데이터로 변환하여 데이터 단자로부터 출력할 때까지의 지연(출력 지연)이다. 반도체 메모리로부터 판독되는 비트 데이터의 수는, 버스트 길이에 대응하고 있기 때문에, 변하지 않는다.In the READ operation, the control delay / output delay γ is an address from the CMD (READ command) input to the memory array basic unit 11, a delay until a command is supplied (control delay), or the memory array basic unit 11. Is a delay (output delay) from the data control circuit which received the parallel data transferred to the read write bus RWBS from the serial data to output from the data terminal. The number of bit data read out from the semiconductor memory does not change because it corresponds to the burst length.

반도체 메모리로부터 데이터의 출력이 개시되어, 반도체 메모리 외부의 데이터 버스[예를 들면 도 9의 버스(9)]가 데이터로 채워지면(즉, 데이터 버스에서 연속하는 각 클럭 사이클이 데이터로 채워져, 데이터 없음의 클럭 사이클이 존재하지 않는 경우), 외부 데이터 레이트(데이터 전송 속도) 등의 데이터 효율은, 사이클 α에 의해 정해진다.When the output of data is started from the semiconductor memory, and the data bus (for example, the bus 9 of FIG. 9) outside the semiconductor memory is filled with data (i.e., each clock cycle consecutive on the data bus is filled with data, and the data When no clock cycle exists, the data efficiency such as an external data rate (data transfer rate) is determined by the cycle α.

반도체 메모리에의 액세스(예를 들면 READ 액세스)를 행하는 시스템측에서 최초의 액세스에서 보이는 리드 레이턴시에 영향을 주는 제어 지연ㆍ출력 지연 γ의 기간을 무시할 수 있도록 함으로써, 전력 삭감을 위해서, 트레이드오프의 관계를 이용할 수 있게 된다.In order to reduce power, the trade-off can be ignored by allowing the system side which accesses the semiconductor memory (for example, READ access) to ignore the period of the control delay and output delay γ which affects the read latency seen in the first access. The relationship becomes available.

즉, 데이터 효율을, 단순히, 동작 주파수에 대한 데이터수의 데이터 레이트에 주목할 뿐만 아니라, 소비 전력의 항목에도 주목하고, 파워 지연곱 PㆍTd에도 주목한다. 데이터 효율을 손상시키지 않고, 소비 전력을 삭감하기 위해서는, 제어 지연ㆍ출력 지연 γ에 의한 지연 시간 Td와, 그 소비 전력의 항목인 지연1의 성분에서, 트레이드오프의 관계를 이용할 수 있기 때문에, 지연1에 관하여, n1×c1×f1×V1 2의 파워항에서의, f1이나 V1을 작게 함으로써, 파워를 삭감할 수 있다.That is, the data efficiency is not only focused on the data rate of the number of data with respect to the operating frequency, but also attention is paid to the items of power consumption and attention to the power delay product P · Td. In order to reduce power consumption without compromising data efficiency, the trade-off relationship can be used in the component of the delay time Td due to the control delay / output delay γ and the delay 1 which is an item of the power consumption. With respect to 1 , the power can be reduced by reducing f 1 and V 1 in the power term of n 1 × c 1 × f 1 × V 1 2 .

또한 파워 P와 지연 시간 Td는 배반되는 항목이다. 이 때문에, 파워 P를 절반으로 한 경우, 지연 시간 Td가 2배 이상으로 되지 않도록 하는 고안이 필요로 된다.Power P and delay time Td are also betrayed items. For this reason, when the power P is halved, it is necessary to devise such that the delay time Td is not more than doubled.

한편, 메모리 셀의 데이터의 입출력수를 정하는 지연2(선택 시간 α)는, 일정 혹은 작게 하는 메모리 셀 어레이의 구성이 요구된다.On the other hand, the delay 2 (selection time α) for determining the number of input / output data of the memory cell requires a constant or small configuration of the memory cell array.

전술한 관련 기술 중, 예를 들면 도 6, 도 7에는, 동작 사양으로서 데이터 단자(DQ)가 36개, 버스트 길이 BL=4(데이터선수=144)의 구성과, 타이밍 동작의 예가 도시되어 있다. 도 8과 도 9, 도 10에서는, 데이터 단자(DQ)수가 36, 버스트 길이 BL=8(데이터선수=288)의 구성과, 타이밍 동작이 도시되어 있다.6 and 7 show, for example, the configuration of 36 data terminals DQ, burst length BL = 4 (data player = 144), and an example of the timing operation among the above-described related technologies. . 8, 9, and 10, the configuration of the data terminal DQ number 36, the burst length BL = 8 (data player = 288), and the timing operation are shown.

도 9에 도시한 예에서는, WRITE 시의 제어 신호, 데이터 신호ㆍ마스크 신호의 전송에 1사이클분의 지연 시간(γ), 또한 액티브 영역[10-1(CASE1), 혹은 10-2(CASE2)]에의 데이터 기입의 선택 시간에, 2사이클분의 지연 시간을 소비하고 있다. 도 8의 제어 회로(6, 7)에 의해, α는, 3사이클이 할당되어 있다. 한편, 버스트 길이=8이고, 데이터 입력에 4사이클이 필요로 되기 때문에, β는 4사이클로 된다.In the example shown in Fig. 9, the delay time? For one cycle for the transmission of the control signal and the data signal / mask signal at the time of WRITE, and the active area 10-1 (CASE1) or 10-2 (CASE2). ], A delay time of two cycles is consumed at the selection time of data writing. By the control circuits 6 and 7 of FIG. 8, 3 cycles are allocated to (alpha). On the other hand, since the burst length is 8 and four cycles are required for data input, β becomes four cycles.

도 10에 도시한 예에서는, READ 시에서, 제어 지연 γ에, 1사이클이 할당되어 있고, 리드 데이터 출력을 위한 출력 지연 γ에도 1사이클이 할당되어 있다. 이 경우, α, β, θ는 모두 4사이클로 된다.In the example shown in FIG. 10, one cycle is allocated to the control delay γ during READ, and one cycle is also assigned to the output delay γ for reading the read data. In this case, α, β, and θ are all four cycles.

상기한 관련 기술인 특허 문헌 1(일본 특허 출원 공표 제2008-500668호 공보)은, 효율적으로 데이터를 판독하고, 기입을 실시하기 위해서 레이턴시 패스의 지연 시간에 주목하여, 평균적인 레이턴시를 짧게 하는 수단을 제공하고 있다. 그러나, 평균적인 레이턴시를 짧게 하는 수단만으로는, 메모리 그 자체의 사이클은 짧아지지 않는다. 또한, 평균적인 레이턴시를 짧게 하는 수단만으로는, 파워를 삭감하기 위해서는, 불충분하다.Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-500668), which is the above-described related art, refers to a means for shortening the average latency by paying attention to the delay time of the latency pass in order to efficiently read data and write data. Providing. However, only by means of shortening the average latency, the cycle of the memory itself is not shortened. Further, only means for shortening the average latency is insufficient to reduce the power.

또한, 관련 기술에서는, 메모리 어레이의 원단의 액티브 영역에 액세스한 경우와, 근단의 액티브 영역에 액세스한 경우에서, 데이터 전송의 IO선인 리드 라이트 버스(RWBS)의 충방전 전류에 의한 소비 전류에 차는 없다.In the related art, when the active area of the far end of the memory array is accessed and when the near end active area is accessed, the difference in current consumption due to the charge / discharge current of the read / write bus RWBS, which is an IO line of data transfer, is different. none.

메모리 셀 어레이의 ROW 사이클 시간 tRC(선택 시간 α)를 단축하면, 메모리 셀 어레이에 리드 또는 라이트할 수 있는 데이터수의 증가로 되지만, 전술한 바와 같이, α에 대한 제어 신호ㆍ데이터 신호의 지연 γ가 차지하는 비율이 커진다.If the ROW cycle time tRC (selection time α) of the memory cell array is shortened, the number of data that can be read or written to the memory cell array is increased. However, as described above, the delay of the control signal / data signal with respect to? Occupies a greater proportion.

본 발명에 따르면, α와 γ의 트레이드오프의 관계를 이용하여, γ의 지연 제어에 파이프라인 제어를 도입하고 있다. 즉, 버스(복수 비트)를 파이프라인ㆍ레지스터로 분할하고, 분할된 복수의 구간에서의 신호 전송을 파이프라인으로 행한다. 2단 파이프라인의 경우, 파이프라인ㆍ레지스터 전단의 버스와, 후단의 버스로 분할되고, 제1 사이클에서 제1 데이터군이 전단의 버스에 송출되고, 계속되는 제2 사이클에서 제2 데이터군이 전단의 버스에 송출되고, 제1 데이터군은 파이프라인ㆍ레지스터의 출력인 후단의 버스에 전송된다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 파이프라인 1단당의 시간(타이밍 여유)을 완화 가능하게 하고, 패러랠 전송용의 데이터선의 개수를 저감 가능하게 하여, 데이터 효율을 떨어뜨리지 않고, 저소비 전력화를 도모하는 메모리 어레이의 구성이 제공된다. 또한, 리드, 라이트할 수 있는 데이터수의 증가를 실현하는 메모리 어레이의 구성이 제공된다. 구체적으로는, 본 발명에 따르면, 메모리 어레이에의 제어 신호ㆍ데이터 신호의 전송(제어 지연 γ), 및, 메모리 어레이로부터의 데이터 신호의 전송(출력 지연 γ)을 복수 사이클로 구성하고, 그 전송을, 각 사이클 단위로 파이프라인 제어하고 있다. 즉, 본 발명에 따르면, 제어 신호, 데이터 신호를 전송하는 버스에, 적어도 1개의 파이프라인ㆍ레지스터(버퍼)를 도입하고, 파이프라인ㆍ레지스터로 분리되는 전단의 버스와, 파이프라인ㆍ레지스터의 출력측의 후단의 버스 상에, 동일 사이클에 상이한 데이터가 병존 가능하게 하고 있다. 이 결과, 제어 신호, 데이터 신호의 전송 효율은 저하되지 않고, 파이프라인 1단당의 시간(타이밍 여유)을 완화 가능하게 하고 있다.According to the present invention, the pipeline control is introduced into the delay control of γ by using the relationship between the tradeoff between α and γ. That is, the bus (multiple bits) is divided into pipeline registers, and signal transmission in a plurality of divided sections is performed in the pipeline. In the case of a two-stage pipeline, the bus in front of the pipeline and register is divided into a bus in the rear stage, and the first data group is sent to the front bus in the first cycle, and the second data group is sheared in the subsequent second cycle. The first data group is sent to the bus of the next stage which is the output of the pipeline register. With such a configuration, it is possible to reduce the time (timing allowance) per pipeline stage, to reduce the number of data lines for parallel transmission, to reduce the data efficiency and to reduce the power consumption of the memory array. A configuration is provided. In addition, a configuration of a memory array that realizes an increase in the number of data that can be read and written is provided. Specifically, according to the present invention, the transfer of the control signal and the data signal to the memory array (control delay γ) and the transfer of the data signal from the memory array (output delay γ) are configured in a plurality of cycles. In addition, pipeline control is carried out for each cycle. That is, according to the present invention, at least one pipeline register (buffer) is introduced into the bus for transmitting the control signal and the data signal, and the bus at the front end separated by the pipeline register and the output side of the pipeline register. Different data can be co-existed in the same cycle on the bus after the next stage. As a result, the transmission efficiency of control signals and data signals is not reduced, and the time (timing allowance) per pipeline stage can be alleviated.

또한, 본 발명에 따르면, 파이프라인화된 데이터 신호(제어 신호)의 버스에 대하여, 파이프라인의 각 단에 대응한 메모리 어레이 기본 단위의 액티브 영역을, 복수 선택함으로써, 메모리 셀 어레이에 리드, 라이트할 수 있는 데이터수의 증가에 대응할 수 있다.Further, according to the present invention, a plurality of active regions of the basic unit of the memory array corresponding to each stage of the pipeline are selected for a bus of the pipelined data signal (control signal) to read and write to the memory cell array. It can cope with an increase in the number of data.

이에 대하여, 관련 기술에서는, 제어 신호ㆍ데이터 신호의 전송(제어 지연ㆍ출력 지연 γ)은, 파이프라인화되어 있지 않고, 도 5, 도 6, 도 9, 도 10의 예에서는, γ는 1사이클이다. 즉, 패러랠 데이터가 1클럭 사이클로 리드 라이트 버스(RWBS) 상에 패러랠로 전송된다.In contrast, in the related art, the transmission of the control signal and the data signal (control delay / output delay γ) is not pipelined. In the examples of FIGS. 5, 6, 9, and 10, γ is one cycle. to be. In other words, parallel data is transmitted in parallel on the read write bus RWBS in one clock cycle.

파이프라인 구성을 취하지 않고, 리드, 라이트 데이터를 리드 라이트 버스(RWBS) 상에 패러랠 전송하는 관련 기술과, 리드, 라이트할 수 있는 데이터수를 동일하게 하는 경우, 본 발명에 따르면, 파이프라인 제어를 도입함으로써, 상기 데이터를 전송하는 패스의 개수[리드 라이트 버스(RWBS)의 데이터선의 개수]를, 파이프라인의 단수분의 1로 삭감 가능하게 하고 있다. 이와 같이, 본 발명에 따르면, 데이터 효율을 떨어뜨리지 않고, 저소비 전력화를 도모하는 것을 가능하게 하고 있다.According to the present invention, when the related art of parallel transmission of read and write data on the read write bus RWBS and the number of data that can be read and written are made the same without taking a pipeline configuration, By introducing, the number of paths for transferring the data (the number of data lines of the read write bus RWBS) can be reduced to one-stage of the pipeline. Thus, according to this invention, it becomes possible to aim at low power consumption, without compromising data efficiency.

또한, 본 발명에 따르면, γ와 α를 완전히 분리함으로써, 메모리의 사이클을 정하는 α를 짧게 하여, 사이클을 단축한다. 이에 대하여, 관련 기술에서는, 도 5, 도 7, 도 9, 도 10에 도시한 바와 같이, γ는 α에 포함되어, 분리되어 있지 않다.Further, according to the present invention, by completely separating γ and α, the α which defines the cycle of the memory is shortened and the cycle is shortened. In contrast, in the related art, as shown in Figs. 5, 7, 9 and 10, γ is included in α and is not separated.

보다 상세하게는, 몇 가지의 바람직한 형태에 따르면, 데이터 전송용의 IO선인 리드 라이트 버스(RWBS)에서, 파이프라인 제어되는 1개의 데이터선 상을, 복수의 비트 데이터(예를 들면 BL0, BL2)가, 시리얼로, 순차적으로 전송된다. 앞의 사이클에서 리드 라이트 버스(RWBS)에 송출된 데이터 BL0은 파이프라인ㆍ레지스터에 도착하고, 다음 사이클에서는 파이프라인ㆍ레지스터의 출력에 접속된 데이터선에 전송되고, 파이프라인ㆍ레지스터의 전단의 데이터선에는, BL0의 다음 데이터인 BL2가 전송된다. 마찬가지로, 리드 라이트 버스(RWBS)의 다른 1개의 데이터선 상에는, 상기 1개의 데이터선 상의 데이터(예를 들면 BL0, BL2)의 전송과 각각 동기하여, 복수의 비트 데이터(예를 들면 BL1, BL3)가 시리얼로 전송된다.More specifically, according to some preferred embodiments, a plurality of bit data (e.g., BL0, BL2) is provided on one data line to be pipeline-controlled in the read write bus RWBS, which is an IO line for data transmission. Is transmitted serially. Data BL0 sent to the read write bus RWBS in the previous cycle arrives at the pipeline register, and is transferred to the data line connected to the output of the pipeline register in the next cycle, and the data at the front end of the pipeline register. BL2, the next data of BL0, is transmitted to the line. Similarly, on the other data line of the read write bus RWBS, a plurality of bit data (for example, BL1, BL3) are synchronized with the transfer of data (for example, BL0, BL2) on the one data line, respectively. Is sent serially.

예를 들면 WRITE 시에는, 데이터 제어 회로로부터 최원단의 메모리 어레이 기본 단위의 액세스 영역으로부터 순서대로, 근단측의 메모리 어레이 기본 단위의 액세스 영역에, 리드 라이트 버스(RWBS)의 데이터선 상을 파이프라인으로 기입 데이터가 전송된다.For example, at the time of WRITE, a data line of the read write bus RWBS is pipelined from the data control circuit to the access region of the memory array basic unit in the near-end side, in order from the data control circuit to the access region of the memory array basic unit in the near-end side. Write data is transmitted.

일례로서, 최원단의 메모리 어레이 기본 단위의 액세스 영역으로의 데이터(예를 들면 BL0)가, 데이터 제어 회로로부터 1개의 데이터선 상에 가장 빨리 송출되고, 최근단의 메모리 어레이 기본 단위의 액세스 영역으로의 데이터(예를 들면 BL2)는, 데이터 제어 회로로부터 상기 1개의 데이터선 상에, 마지막으로 송출된다. 리드 라이트 버스(RWBS)의 다른 데이터선 상에는, 상기 데이터선 상의 데이터(예를 들면 BL0, BL2)의 전송과 각각 동기하여, 복수의 비트 데이터(예를 들면 BL1, BL3)가 시리얼로 전송된다. 그리고, 선택 시간(α)에서, 원단측의 메모리 어레이 기본 단위에서는, 리드 라이트 버스(RWBS) 상의 파이프라인ㆍ레지스터로부터 패러랠로 송출된 데이터(BL0, BL2), 최근단의 메모리 어레이 기본 단위에서는, 데이터 제어 회로로부터 리드 라이트 버스(RWBS)에 패러랠로 송출된 데이터(BL1, BL3)를, 각각의 액티브 영역에 메모리 셀에 기입한다.As an example, data (for example, BL0) to the access area of the memory unit basic unit of the farthest end is sent out on the one data line as soon as possible from the data control circuit, and to the access area of the memory unit basic unit of the latest end. Data (for example, BL2) is finally sent out from the data control circuit onto the one data line. On another data line of the read write bus RWBS, a plurality of bit data (e.g., BL1, BL3) is serially transmitted in synchronization with the transfer of the data (e.g., BL0, BL2) on the data line. At the selection time α, in the memory array basic unit on the far-end side, data BL0 and BL2 sent in parallel from the pipeline register on the read write bus RWBS, and in the most recent memory array basic unit, Data BL1 and BL3 parallelly sent from the data control circuit to the read / write bus RWBS are written to the memory cells in the respective active regions.

한편, READ 시에는, 최근단의 메모리 어레이 기본 단위의 액세스 영역으로부터의 판독 데이터가, 최초로 리드 라이트 버스(RWBS)의 1개의 데이터선 상에 전송되어, 데이터 제어 회로에 가장 빨리 도착하고, 최원단의 메모리 어레이 기본 단위의 액세스 영역으로부터의 판독 데이터가, 동일한 데이터선 상을 전송되어, 마지막으로 데이터 제어 회로에 도착한다.On the other hand, at the time of READ, read data from the access area of the latest memory array basic unit is first transmitted on one data line of the read write bus RWBS, and arrives in the data control circuit as soon as possible, The read data from the access area in the basic unit of the memory array is transferred on the same data line, and finally arrives at the data control circuit.

이러한 구성에 의해, 본 발명에 따르면, 리드 라이트 버스(RWBS)의 데이터선의 개수를 삭감할 수 있다. 예를 들면 도 6의 구성에서는, 데이터 단자=36개, 버스트 길이 BL=4의 구성에 대하여, 리드 라이트 버스(RWBS)의 데이터선의 개수는, 36×4=144개로 된다.With this arrangement, according to the present invention, the number of data lines of the read write bus RWBS can be reduced. For example, in the configuration of FIG. 6, the number of data lines of the read write bus RWBS is 36x4 = 144 with respect to the configuration of 36 data terminals and burst length BL = 4.

이에 대하여, 본 발명의 일 양태에 따르면, 데이터 단자 36개, 버스트 길이 BL=4의 구성에 대하여, 리드 라이트 버스(RWBS)의 데이터선의 개수로서, 36×2=72개 필요로 된다. 즉, 본 발명의 일 양태에 따르면, 데이터선의 개수를 절반으로 하고 있다. 데이터선의 개수를 절반으로 함으로써, 데이터선의 충방전에 의해 소비되는 전력을 삭감하고 있다.In contrast, according to one aspect of the present invention, for the configuration of 36 data terminals and burst length BL = 4, 36 x 2 = 72 is required as the number of data lines of the read write bus RWBS. That is, according to one aspect of the present invention, the number of data lines is halved. By halving the number of data lines, the power consumed by charging and discharging the data lines is reduced.

메모리 어레이 기본 단위로의 제어 신호를 전송하는 패스에 대해서도 마찬가지로 파이프라인ㆍ레지스터를 구비하고, 파이프라인 제어가 행해진다.Similarly, a pipeline register is provided for the path for transmitting the control signal to the memory array basic unit, and pipeline control is performed.

전술한 바와 같이, 특허 문헌 1의 개시는 평균적인 레이턴시를 단축함으로써, 취급할 수 있는 데이터수를 늘리는 것이다. 즉, 평균적인 레이턴시 θ의 삭감에 의해, 커맨드(CMD) 입력으로부터 다음 커맨드(CMD)가 입력 가능하게 되는 시간 β를 삭감한다.As described above, Patent Document 1 discloses that the number of data that can be handled is increased by shortening the average latency. That is, by reducing the average latency θ, the time β at which the next command CMD can be input from the command CMD is reduced.

이에 대하여, 본 발명에 따르면, 레이턴시 θ(지연1의 γ)와 파워의 트레이드오프의 관계를 이용함으로써, 선택 시간(α)의 사이클수를 유지 또는 삭감하고, 취급할 수 있는 데이터수를 늘리면서, 파워의 삭감을 도모하고 있다. 메모리 어레이 기본 단위로의 데이터의 입출력을 행하는 리드 라이트 버스(RWDB) 상에 데이터를 시리얼로 전송함으로써, 메모리 어레이에 라이트, 리드를 행할 수 있는 데이터수를 줄이지 않고, 리드 라이트 버스(RWDB)의 데이터선(IO선)의 개수를 줄일 수 있다. 반대로, 데이터선의 개수가, 기존의 데이터선의 개수와 동일한 경우에는, 보다 많은 데이터를 라이트, 리드할 수 있는 구성을 제공한다. 예를 들면 도 6의 구성(×36×BL4=144)에, 본 발명을 적용한 경우, ×36×BL8=288의 데이터의 라이트, 리드를 실현할 수 있다.In contrast, according to the present invention, by using the relationship between the latency θ (γ of delay 1) and the trade-off of power, the number of cycles of the selection time α is maintained or reduced, and the number of data that can be handled is increased, We are trying to reduce power. By serially transferring data on the read write bus RWDB that inputs and outputs data to the basic unit of the memory array, the data of the read write bus RWDB can be reduced without reducing the number of data that can be written and read to the memory array. The number of lines (IO lines) can be reduced. On the contrary, when the number of data lines is the same as the number of existing data lines, a configuration in which more data can be written and read is provided. For example, when the present invention is applied to the configuration of Fig. 6 (x36 x BL4 = 144), writing and reading of data of x36 x BL8 = 288 can be realized.

또한, 본 발명에 따르면, 원단의 액티브 영역에 액세스한 경우, 및, 근단의 액티브 영역에 액세스한 경우에서, 제어 신호, 데이터 신호의 전송 시에 발생하는 충방전 전류를 저감 가능하게 함으로써, 소비 전류의 저감을 도모한다. 이것은, 데이터를 전송하는 IO선(데이터선) 상에서, 메모리 어레이 기본 단위의 사이에 파이프라인ㆍ레지스터(버퍼)를 구비함으로써, 데이터선이 분할되고, 데이터 제어 회로의 1개의 드라이버에서는, 분할된 데이터선을 구동하면 되기 때문이다. 어드레스/커맨드 신호 등의 제어 신호에 대해서도, 마찬가지로 제어 신호를 전송하는 제어선이, 메모리 어레이 기본 단위의 사이에 파이프라인ㆍ레지스터(버퍼)를 구비하여, 분할되어 있다.Further, according to the present invention, when the active area of the far-end is accessed or when the near-end active area is accessed, the charge / discharge current generated during the transmission of the control signal and the data signal can be reduced, thereby consuming current. To reduce the This is provided by a pipeline register (buffer) between the memory array basic units on the IO line (data line) for transferring data, so that the data line is divided, and one driver of the data control circuit divides the data. This is because the line is driven. Similarly, for control signals such as an address / command signal, a control line for transmitting the control signal is divided and provided with a pipeline register (buffer) between the memory array basic units.

이에 대하여, 도 6 등의 관련 기술에서는, 데이터 제어 회로의 1개의 드라이버가 근단으로부터 원단까지 공통으로 설치된 데이터선을 구동하고 있어, 메모리 용량의 증대 등에 의해, 부하가 증가되고, 이에 대응하여 드라이버의 전류 구동 능력을 증가시켜, 데이터 신호의 전송 시에 발생하는 충방전 전류가 증가된다. 어드레스/커맨드 등의 제어 신호에 대해서도 마찬가지의 문제가 있다.On the other hand, in the related art such as FIG. 6, one driver of the data control circuit is driving a data line which is commonly installed from the near end to the far end, and the load is increased due to the increase of the memory capacity and the like. By increasing the current driving capability, the charge / discharge current generated at the time of transmission of the data signal is increased. The same problem exists for control signals such as addresses and commands.

또한, 본 발명에 따르면, 메모리 어레이에 전송되는 제어 신호, 데이터 신호의 구동 전압(진폭)을 내림으로써, 소비 전력을 삭감한다. 이하, 몇 가지의 실시 형태에 의거하여 설명한다.Further, according to the present invention, power consumption is reduced by lowering the driving voltage (amplitude) of the control signal and the data signal transmitted to the memory array. Hereinafter, it demonstrates based on some embodiment.

<실시 형태 1>&Lt; Embodiment 1 >

도 11은 본 발명의 실시 형태 1의 구성을 설명하는 도면이다. 도 11에서, 도 6, 도 8 등과 동일 또는 동등한 요소에는 동일한 참조 부호가 붙여져 있다. 이하에서는, 주로, 도 6의 관련 기술과의 상위점에 대하여 설명한다.It is a figure explaining the structure of Embodiment 1 of this invention. In Fig. 11, the same reference numerals are assigned to elements that are the same or equivalent to Figs. Hereinafter, the difference with the related art of FIG. 6 is mainly demonstrated.

클럭에 동기한 파이프라인 구성에 적합한 복수의 어레이[기본 단위(11)]로 분할하고, 어드레스, 커맨드, 타이밍 신호 등의 제어 신호와, 데이터 전송용의 IO선인 리드 라이트 버스(RWBS) 상의 데이터 신호를, 클럭 신호 CLK의 주기를 기준으로 분할하고, 제어 신호, 데이터 신호의 전송을 파이프라인 제어한다. 도 11에 도시한 바와 같이, 어드레스/커맨드ㆍ버스에 접속하는 쌍방향의 버퍼(어드레스/커맨드ㆍ버퍼)(13C)와, 어드레스/커맨드ㆍ버퍼(13C)의 출력(어드레스, 커맨드, 타이밍 신호)을 받아, 메모리 어레이의 기본 단위(11)를 제어하는 어드레스ㆍ커맨드ㆍ서브ㆍ컨트롤러(12)를, 메모리 어레이의 기본 단위(11)에 대응시켜 구비하고 있다. 또한, 어드레스/커맨드 등의 제어 신호를 전송하는 어드레스ㆍ커맨드 버스(ADDRESS/CMD BUS)에 삽입되어 파이프라인ㆍ레지스터로서 기능하는 버퍼(13A)와, 리드 라이트 버스(RWBS)에 삽입되어 파이프라인ㆍ레지스터로서 기능하는 버퍼(13B)를 구비하고 있다. 어드레스ㆍ커맨드ㆍ서브ㆍ컨트롤러(12)는, 어드레스/커맨드ㆍ버퍼(13C)에 유지된 어드레스/커맨드를 받아, 메모리 어레이 기본 단위(11)에 출력한다. 입력이 어드레스ㆍ커맨드 버스(ADDRESS/CMD BUS)에 접속된 버퍼(13C)의 출력은, 어드레스ㆍ커맨드ㆍ서브ㆍ컨트롤러(12)의 입력에 접속되어, 어드레스/커맨드를 래치한다. 어드레스ㆍ커맨드ㆍ서브ㆍ컨트롤러(12)로부터 출력되는 X 어드레스(행 어드레스)와 제어 신호는, ROW계의 컨트롤과 X 디코더(CTRL, XDEC)에 입력된다.It is divided into a plurality of arrays (basic units 11) suitable for a pipeline configuration synchronized with a clock, and control signals such as addresses, commands, and timing signals, and data signals on the read write bus RWBS, which are IO lines for data transmission. Is divided based on the period of the clock signal CLK, and pipeline control is performed for the transmission of the control signal and the data signal. As shown in Fig. 11, the bidirectional buffer (address / command buffer) 13C connected to the address / command bus and the output (address, command, timing signal) of the address / command buffer 13C are connected. The address command sub-controller 12 which controls the basic unit 11 of the memory array is provided in correspondence with the basic unit 11 of the memory array. In addition, a buffer 13A inserted into an address / command bus (ADDRESS / CMD BUS) that transfers control signals such as an address / command and functions as a pipeline register and a read / write bus RWBS is inserted into a pipeline / A buffer 13B serving as a register is provided. The address command sub-controller 12 receives the address / command held in the address / command buffer 13C and outputs it to the memory array basic unit 11. The output of the buffer 13C whose input is connected to the address command bus (ADDRESS / CMD BUS) is connected to the input of the address command sub controller 12 to latch the address / command. The X address (row address) and the control signal output from the address command sub controller 12 are input to the control of the ROW system and the X decoders CTRL and XDEC.

제어 회로(어드레스ㆍ커맨드ㆍ타이밍 컨트롤러)(6)는, 도 6, 도 8과 마찬가지로, 내부 클럭, 어드레스, 커맨드 생성부(8)로부터의 어드레스, 커맨드, 내부 클럭 신호를 받아, 어드레스ㆍ커맨드 버스(ADDRESS/CMD BUS)에, 어드레스ㆍ커맨드ㆍ타이밍 신호를 출력한다. 또한, 도 11의 예에서는, 각 버퍼(13)는 쌍방향의 버퍼이지만(도 31의 (A) 참조), 예를 들면 버퍼(13C) 등, 일방향성의 버퍼 구성으로 하는 경우, 도 31의 (B)에 도시한 바와 같은 구성으로 해도 된다.The control circuit (address command timing controller) 6 receives an internal clock, an address, and an address, a command, and an internal clock signal from the command generator 8, similarly to Figs. The address command timing signal is output to (ADDRESS / CMD BUS). In addition, in the example of FIG. 11, although each buffer 13 is a bidirectional buffer (refer FIG. 31 (A)), for example, when it is set as unidirectional buffer structure, such as buffer 13C, FIG. It is good also as a structure as shown in B).

버퍼(13A, 13B)는, 도 31의 (A)에 도시한 바와 같이, 쌍방향의 데이터 버퍼(13A)에서, WRITE Enable+어드레스 공간 선택 논리가 활성 상태(액티브)일 때(WRITE Enable이 활성 상태이고, 또한, 어드레스 공간 선택 논리가 활성 상태일 때), RWBS(130)의 WRITE 데이터의 정보를, RWBS(134)에 통과시키고, WRITE Enable+어드레스 공간 선택 논리가 비활성 상태일 때(즉, WRITE Enable이 비활성 상태, 및/또는, 어드레스 공간 선택 논리가 비활성 상태일 때), 오프 상태(Hi-Z)로 되는 3스테이트ㆍ버퍼 회로(131)와, READ Enable+어드레스 공간 선택 논리가 활성 상태(액티브)일 때(READ Enable이 활성 상태이고, 또한, 어드레스 공간 선택 논리가 활성 상태일 때), RWBS(134)의 READ 데이터를 RWBS(130)측에 통과시키고, READ Enable+어드레스 공간 선택 논리가 비활성 상태일 때(즉, READ Enable가 비활성 상태, 및/또는, 어드레스 공간 선택 논리가 비활성 상태 일 때), 오프 상태(Hi-Z)로 되는 3스테이트ㆍ버퍼 회로(132)를 구비하고 있다. 버퍼 회로(131)의 출력은, 래치 회로(133)에 접속되어 있다. 래치 회로(133)는, 2개의 인버터를 구비하고, 한쪽의 인버터는 다른 쪽의 인버터의 출력을 입력으로 하고, 출력이 다른 쪽의 인버터의 입력에 접속되어 있다. WRITE Enable는 WRITE 시에 활성화되고, 어드레스 신호가, RWBS(134)측에 접속하는 메모리 어레이 기본 단위에 대응하는 경우, 어드레스 공간 선택 논리는 액티브로 된다. WRITE Enable 또는 어드레스 공간 선택 논리는, 예를 들면 사이클을 규정하는 메모리 CLK에 동기하여 활성화시킨다. READ Enable는, READ 시에 활성화되고, 어드레스 신호가, RWBS(134)측에 접속하는 메모리 어레이 기본 단위에 대응하는 경우, 어드레스 공간 선택 논리는 액티브로 된다. READ Enable 또는 어드레스 공간 선택 논리는 사이클을 규정하는 메모리 CLK에 동기하여 활성화시킨다.As shown in FIG. 31A, the buffers 13A and 13B are each in the bidirectional data buffer 13A when the WRITE Enable + address space selection logic is active (active) (WRITE Enable is active). Also, when the address space selection logic is active), the information of the WRITE data of the RWBS 130 is passed to the RWBS 134, and when the WRITE Enable + address space selection logic is inactive (i.e., WRITE Enable is enabled). The three-state buffer circuit 131 which is in an inactive state and / or when the address space selection logic is inactive, and becomes an off state (Hi-Z), and the READ Enable + address space selection logic is active (active) When READ Enable is active and the address space selection logic is active, the READ data of the RWBS 134 is passed to the RWBS 130 side, and when the READ Enable + address space selection logic is inactive. (Ie, READ Enable is inactive and / or And a three-state buffer circuit 132 which is in an off state (Hi-Z) when the response space selection logic is in an inactive state. The output of the buffer circuit 131 is connected to the latch circuit 133. The latch circuit 133 is provided with two inverters, one inverter inputs the output of the other inverter, and the output is connected to the input of the other inverter. WRITE Enable is activated at WRITE, and the address space selection logic becomes active when the address signal corresponds to the memory array basic unit connected to the RWBS 134 side. The WRITE Enable or address space selection logic is activated, for example, in synchronization with the memory CLK that defines the cycle. READ Enable is activated at the time of READ, and the address space selection logic is activated when the address signal corresponds to the memory array basic unit connected to the RWBS 134 side. READ Enable or address space selection logic enables in synchronization with the memory CLK that defines the cycle.

또한, 도 26의 실시 형태 4에서, 몇 조의 버퍼(13A, 13B)에 대하여, READ Enable+어드레스 공간 선택 논리, WRITE Enable+어드레스 공간 선택 논리를, 비활성 상태로 고정화함으로써, 해당 버퍼(13A, 13B)에 의한 파이프라인 제어(파이프라인ㆍ레지스터)의 기능을 무효로 하도록 해도 된다.In the fourth embodiment of Fig. 26, the READ Enable + address space selection logic and the WRITE Enable + address space selection logic are fixed to the buffers 13A and 13B with respect to the set of buffers 13A and 13B. The function of pipeline control (pipeline register) may be made invalid.

도 31의 (B)에 도시한 바와 같이, 버퍼(13B)는, Enable+어드레스 공간 선택 논리의 신호가 활성(액티브)일 때에, ADDRESS/CMD BUS(137)의 어드레스/커맨드를 출력하고, Enable+어드레스 공간 선택 논리가 비활성 상태일 때, 오프 상태(Hi-Z)로 되는 3스테이트ㆍ버퍼 회로(135)를 구비하고 있다. 버퍼 회로(135)의 출력은, 래치 회로(136)에 접속되어 있다. 래치 회로(136)는 2개의 인버터를 구비하고, 한쪽의 인버터는 다른 쪽의 인버터의 출력을 입력으로 하고, 출력이 다른 쪽의 인버터의 입력에 접속되어 있다. Enable는, 액세스 시에 활성화되고, 버퍼 회로(135)가 액세스 대상의 메모리 어레이 기본 단위에 대응하는 경우, 해당 버퍼 회로(135)에 입력되는 ENABLE+어드레스 공간 선택 논리는 액티브로 된다.As shown in FIG. 31B, the buffer 13B outputs the address / command of the ADDRESS / CMD BUS 137 when the signal of the Enable + address space selection logic is active (active), and enables + address. The three-state buffer circuit 135 is provided to be in an off state (Hi-Z) when the space selection logic is in an inactive state. The output of the buffer circuit 135 is connected to the latch circuit 136. The latch circuit 136 is provided with two inverters, one inverter inputs the output of the other inverter, and the output is connected to the input of the other inverter. Enable is activated at the time of access, and when the buffer circuit 135 corresponds to the basic unit of memory array to be accessed, the ENABLE + address space selection logic input to the buffer circuit 135 becomes active.

도 11에서, 데이터 단자[내부 데이터 버스(9)에 접속하는 단자]의 수는 36개, 버스트 길이 BL=4, 리드 라이트 버스(RWBS)는, 36×2=72개의 쌍방향의 데이터 버스를 갖는다. 도면의 하측의 메모리 어레이 기본 단자(11)를 연장된 리드 라이트 버스(RWBS)는, 버퍼(13B)를 통하여, 도 11의 상측의 메모리 어레이 기본 단자(11)를 연장된다. 버스트 길이=4에 대응하는 4개의 컬럼 데이터 BL0?BL3 중 BL0, BL1의 2비트 데이터는, BL2, BL3보다도 먼저, 데이터 제어 회로(7)로부터 리드 라이트 버스(RWBS)의 2개의 데이터선 상에 병렬로 출력되고, 버퍼(13B)에 의해 래치된 후에 액티브 영역(10-1)에 전달된다. BL0, BL1의 2비트 데이터가 버퍼(13B)에 래치되는 타이밍에서, BL2, BL3의 2비트 데이터가, BL0, BL1이 먼저 전송된 2개의 데이터선 상에, 데이터 제어 회로(7)로부터 출력되어, 액티브 영역(10-2)에 전달된다. 또한, 후에 리드 라이트 버스(RWBS)의 2비트 상에 전송되는 BL2/3 데이터는 버퍼(13B)에 의해 래치되는 일은 없고, 도 11의 상측의 메모리 어레이 기본 단자(11)의 액티브 영역(10-1)에 전달되는 일은 없다.In Fig. 11, the number of data terminals (terminals connected to the internal data bus 9) is 36, the burst length BL = 4, and the read write bus RWBS has 36 x 2 = 72 bidirectional data buses. . The read write bus RWBS extending from the lower memory array basic terminal 11 in the drawing extends through the buffer 13B to the upper memory array basic terminal 11 in FIG. 11. Of the four column data BL0 to BL3 corresponding to the burst length = 4, the 2-bit data of BL0 and BL1 is formed on the two data lines of the read write bus RWBS from the data control circuit 7 before the BL2 and BL3. It is output in parallel and transferred to the active region 10-1 after being latched by the buffer 13B. At the timing at which 2-bit data of BL0 and BL1 are latched in the buffer 13B, 2-bit data of BL2 and BL3 are output from the data control circuit 7 on the two data lines to which BL0 and BL1 are first transmitted. , To the active region 10-2. In addition, the BL2 / 3 data transferred later on two bits of the read write bus RWBS is not latched by the buffer 13B, and the active region 10- of the memory array basic terminal 11 on the upper side of FIG. It is not delivered to 1).

도 35는 버퍼(13A, 13B, 13C)와 메모리 어레이 기본 단위의 구성예를 도시하는 도면이다. 또한, 메모리 어레이 기본 단위(11)는, 도 4와 동일 구성으로 되고, 컬럼 디코더(3)를 구비하고 있다. 어드레스ㆍ커맨드 버스 상의 어드레스 신호는, 버퍼(13C)로부터, 로우 디코더(XDEC)에 입력되고, Y 어드레스는, 컬럼 디코더(YDEC)에 입력된다. 어드레스ㆍ커맨드 버스의 제어 신호(커맨드 신호)는 버퍼(13C)로부터 컨트롤 회로(CTRL)에 입력된다. 리드 라이트 버스(RWBS)는, 데이터 앰프/라이트 앰프(5)에 접속되고, 메인 IO선, 로컬 IO선을 통하여, YDEC로부터의 컬럼 선택 신호에 의해 온으로 된 Y 스위치를 통하여 선택된 컬럼의 센스 앰프에 접속된다. 또한, 도 35에서, 최근단의 메모리 어레이 기본 단위(11)에 대해서는, 도면의 하측의 버퍼(13A, 13B)는, 제어 회로(7), 데이터 제어 회로(6)이고, 최원단의 메모리 어레이 기본 단위(11)에 대해서는, 도면의 상측의 버퍼(13A, 13B)는 버스의 종단 회로로 된다.35 is a diagram showing an example of the configuration of the buffers 13A, 13B, and 13C and the memory array basic unit. The memory array basic unit 11 has the same configuration as that in FIG. 4 and includes a column decoder 3. The address signal on the address command bus is input from the buffer 13C to the row decoder XDEC, and the Y address is input to the column decoder YDEC. The control signal (command signal) of the address command bus is input from the buffer 13C to the control circuit CTRL. The read write bus RWBS is connected to the data amplifier / light amplifier 5, and is sense amplifier of a column selected through a Y switch turned on by a column select signal from YDEC through a main IO line and a local IO line. Is connected to. In FIG. 35, for the memory array basic unit 11 at the latest stage, the lower buffers 13A, 13B in the drawing are the control circuit 7 and the data control circuit 6, and the memory array at the farthest end. As for the basic unit 11, the upper buffers 13A and 13B in the figure become the termination circuit of the bus.

도 12는 도 11의 라이트 동작의 타이밍 동작을 설명하는 도면이다. 도 13은, 도 11의 리드 동작을 설명하는 도면이다. 도 11에서, 36개의 데이터 단자(DQ)의 각 단자에는, 버스트 길이=4에 대응하여 BL0-BL3의 4비트 데이터가 더블 데이터 레이트로 시리얼로 입력된다.FIG. 12 is a diagram illustrating a timing operation of the write operation of FIG. 11. FIG. 13 is a view for explaining the read operation of FIG. 11. In Fig. 11, 4-bit data of BL0-BL3 is serially input at the double data rate to each terminal of the 36 data terminals DQ in correspondence with the burst length = 4.

액티브 영역(10-1, 10-2)을 제어하는 어드레스 신호ㆍ제어 신호ㆍ타이밍 신호와, 액티브 영역(10-1, 10-2)에 기입하는 데이터(BL0/1, BL2/3)는, 제어 회로(6) 및 데이터 제어 회로(7)로부터, 2사이클(γ의 기간 중) 이내에 전송된다. 이때, 액티브 영역(10-1)에는, BL0/BL1의 데이터를, 액티브 영역(10-2)에 BL2/3의 데이터를 기입하도록, 할당을 행한다.The address signal, control signal, and timing signal for controlling the active regions 10-1 and 10-2 and the data BL0 / 1 and BL2 / 3 for writing to the active regions 10-1 and 10-2 are: It is transmitted from the control circuit 6 and the data control circuit 7 within two cycles (during the period of?). At this time, the data of BL0 / BL1 is allocated to the active region 10-1 so as to write the data of BL2 / 3 to the active region 10-2.

메모리 어레이 기본 단위(11)의 액티브 영역(10-1, 10-2)을 제어하는 ROW 어드레스는, 액티브 영역(10-1, 10-2)에서 공통의 것이어도 되고, 상이한 것이어도 된다.The row addresses for controlling the active regions 10-1 and 10-2 of the memory array basic unit 11 may be common to the active regions 10-1 and 10-2, or may be different from each other.

관련 기술(도 7, 도 9)에서, 제어 신호나 데이터 신호의 전송에 사용할 수 있는 기간 γ는 1사이클이었지만, 도 12에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 제어 신호나 데이터 신호의 전송에 사용할 수 있는 기간 γ를, 2사이클로 하고 있다. 액티브 영역(10-1)에 전송되는 제어 신호ㆍ데이터 신호의 지연 γ(10-1 제어 지연)는, 2사이클이고, 액티브 영역(10-2)에 전송되는 제어 신호ㆍ데이터 신호의 지연 γ(10-2 제어 지연)는, 10-1 제어 지연보다도 짧다.In the related art (Figs. 7 and 9), the period? That can be used for the transmission of the control signal and the data signal was one cycle, but as shown in Fig. 12, in the present embodiment, the transmission of the control signal and the data signal is performed. The period γ that can be used is set to 2 cycles. The delay γ of the control signal and data signal transmitted to the active region 10-1 (10-1 control delay) is two cycles, and the delay γ of the control signal and data signal transmitted to the active region 10-2 ( 10-2 control delay) is shorter than 10-1 control delay.

서브ㆍ컨트롤러(12)는, 제어 회로(6)에서 생성된 타이밍 신호를 받아, 타이밍 신호를 새롭게 생성 혹은 보정함으로써, ROW 사이클 시간 tRC의 기간 α를 생성하고, 또한, 버퍼(13C) 등에서 정보를 유지함으로써, 기간 α에어서의, 메모리 어레이의 기본 단위(11)에서의 메모리 셀에의 라이트 동작을 보장한다.The sub-controller 12 receives the timing signal generated by the control circuit 6, and generates or corrects the timing signal to generate the period α of the ROW cycle time tRC, and also stores information in the buffer 13C or the like. By doing so, the write operation to the memory cells in the basic unit 11 of the memory array in the period α is guaranteed.

도 12에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, ROW 사이클 시간 tRC의 기간 α(=2사이클)에서는, 버스트 길이=4의 시리얼 입력된 기입 데이터(BL0-BL3) 중BL0, BL1의 데이터를 액티브 영역(10-1)에 패러랠로 기입하고, BL2, BL3의 데이터를 액티브 영역(10-2)에 패러랠로 기입하고 있다.As shown in Fig. 12, in the present embodiment, in the period α (= 2 cycles) of the ROW cycle time tRC, the data of BL0 and BL1 is activated among the serially inputted write data BL0-BL3 having a burst length = 4. Parallel writing is performed in the area 10-1, and data in BL2 and BL3 are written in parallel in the active area 10-2.

READ 시에는, 도 13에 도시한 바와 같이, 액티브 영역(10-1)의 제어 지연, 출력 지연 γ는 모두 2사이클이고, 액티브 영역(10-2)의 제어 지연, 출력 지연은, 액티브 영역(10-1)의 제어 지연, 출력 지연보다도 짧다. 선택 시간 α(2사이클)에서 액티브 영역(10-1)으로부터 BL0/1의 2비트 데이터, 액티브 영역(10-2)으로부터 BL2/3의 2비트 데이터의 판독이 행해진다. 출력 지연 γ에서는, 액티브 영역(10-2)으로부터 BL2/3의 2비트 데이터는 1사이클로 데이터 제어 회로(7)에 도착한다. 액티브 영역(10-1)으로부터 BL0/1의 2비트 데이터는, 버퍼(13C)를 통하여 2사이클에 걸쳐 BL2/3의 2비트 데이터보다도 지연되어 데이터 제어 회로(7)에 도착한다. 데이터 제어 회로(7)는, BL2, BL3, BL0, BL1의 패러랠 4비트 데이터를, 시리얼 4비트로 변환하고, 데이터 단자로부터 2사이클(더블 데이터 레이트)로 출력된다. 전체로는, 36개의 데이터 단자로부터 시리얼 4비트의 판독 데이터가 출력된다. CMD(READ)가 입력되고 나서 최초의 비트 데이터 BL2가 출력될 때까지의 사이클은 5(레이턴시 θ)이다.At the time of READ, as shown in FIG. 13, the control delay and the output delay γ of the active region 10-1 are two cycles, and the control delay and the output delay of the active region 10-2 are the active region ( It is shorter than the control delay and output delay in 10-1). At the selection time α (2 cycles), 2-bit data of BL0 / 1 is read from the active region 10-1, and 2-bit data of BL2 / 3 from the active region 10-2 is read. In the output delay γ, two-bit data of BL2 / 3 from the active region 10-2 arrives at the data control circuit 7 in one cycle. The 2-bit data of BL0 / 1 from the active region 10-1 is delayed from the 2-bit data of BL2 / 3 through the buffer 13C and arrives at the data control circuit 7 over two cycles. The data control circuit 7 converts parallel 4-bit data of BL2, BL3, BL0, and BL1 into serial 4 bits, and is output at two cycles (double data rate) from the data terminal. In total, serial 4-bit read data is output from the 36 data terminals. The cycle from the input of CMD (READ) to the output of the first bit data BL2 is 5 (latency?).

WRITE, READ 모두, 원단의 메모리 셀의 특성에 의해 제어 지연/출력 지연이 결정되고, 연속 커맨드의 투입 간격(CMD to CMD 기간 β)은, 2사이클, 액티브 영역의 선택 시간 α는 2사이클로 된다.In both WRITE and READ, the control delay / output delay is determined by the characteristics of the memory cell of the far end. The continuous command input interval (CMD to CMD period β) is two cycles, and the active area selection time α is two cycles.

도 14는 도 11의 실시 형태 1에서의 상이한 라이트 동작예를 설명하는 타이밍차트이다. 버스트 길이=4에 대응하여, 컬럼 BL0?BL3의 4비트 데이터의 시리얼 입력은 2사이클 필요로 된다. BL0, BL1이 구비된 시점에서 액세스 영역(10-1)에의 제어 신호, 데이터 신호의 전송을 개시한다.FIG. 14 is a timing chart illustrating another example of write operations in the first embodiment of FIG. 11. Corresponding to burst length = 4, the serial input of 4-bit data in columns BL0 to BL3 requires two cycles. When the BL0 and the BL1 are provided, the transmission of the control signal and the data signal to the access area 10-1 is started.

앞서 구비된 BL0/BL1 데이터는, 데이터 제어 회로(7)로부터 리드 라이트 버스(RWBS) 상을 버퍼(13B)를 통하여 액티브 영역(10-1)을 향하여, 2사이클(2단 파이프라인)로 전송된다(10-1 제어 지연). BL0/BL1 데이터에 이어서 시리얼로 입력되는 BL2/BL3 데이터가 구비되면, 액세스 영역(10-2)에의 제어 신호, 데이터 신호의 전송을 개시한다. BL2/BL3 데이터는, 데이터 제어 회로(7)로부터 리드 라이트 버스(RWBS) 상을 액티브 영역(10-2)을 향하여 전송된다(10-2 제어 지연).The previously provided BL0 / BL1 data is transferred from the data control circuit 7 onto the read write bus RWBS through the buffer 13B toward the active region 10-1 in two cycles (two-stage pipeline). (10-1 control delay). If the BL2 / BL3 data inputted serially following the BL0 / BL1 data is provided, transmission of the control signal and the data signal to the access area 10-2 is started. BL2 / BL3 data is transmitted from the data control circuit 7 onto the read / write bus RWBS toward the active region 10-2 (10-2 control delay).

제어 지연 γ에서, 2단의 파이프라인 구성(pipline1/pipeline2)으로 하여, 제어 신호 및 데이터 신호가 전송된다.In the control delay γ, control signals and data signals are transmitted in a two-stage pipeline configuration (pipline1 / pipeline2).

어드레스ㆍ커맨드 버스, 리드 라이트 버스(RWBS) 상에 전송된 액티브 영역(10-1)으로의 제어 신호, 데이터 신호를 각각 입력하는 버퍼(13A, 13B)로부터의 출력과, 제어 회로(6, 7)로부터의 어드레스ㆍ커맨드 버스, 리드 라이트 버스(RWBS) 상에의 액티브 영역(10-2)으로의 제어 신호, 데이터 신호의 출력은, 타이밍상 겹친다. 어드레스/커맨드 등의 제어 신호는, 버퍼(13C)에 입력되고, 컨트롤 XDEC 회로에 의해, 메모리 어레이의 액티브 영역(10-1, 10-2)이 선택된다. An output from the buffers 13A and 13B for inputting the control signal and the data signal to the active region 10-1 transferred on the address command bus and the read / write bus RWBS, respectively, and the control circuits 6 and 7. The output of the control signal and the data signal from the address command command bus, the bus, and the active area 10-2 on the read / write bus RWBS overlaps in timing. Control signals such as addresses / commands are input to the buffer 13C, and the active regions 10-1 and 10-2 of the memory array are selected by the control XDEC circuit.

2단 파이프라인(Pipline1/Pipeline2)에 의해, BL0/1 데이터가 액티브 영역(10-1)에 전송된다. 또한, Pipeline2에 대응하는 1단 파이프라인(Pipeline2)에 의해, BL2/3 데이터가 액티브 영역(10-2)에 도달한 후, 3단째의 파이프라인(Pipeline3)에 의해, 실제로 메모리 셀 어레이의 액티브 영역(10-1, 10-2)에 데이터가 기입되게 된다(ROW 사이클 시간 tRC : α).By the two-stage pipeline (Pipline1 / Pipeline2), BL0 / 1 data is transmitted to the active region 10-1. Further, after the BL2 / 3 data reaches the active region 10-2 by the first stage Pipeline2 corresponding to Pipeline2, the third stage pipeline Pipeline3 actually enables the memory cell array to be active. Data is written into the areas 10-1 and 10-2 (ROW cycle time tRC: alpha).

도 15는 도 11의 실시 형태 1의 다른 리드 동작예를 도시하는 타이밍차트이다. CMD(READ 커맨드)가 입력된 경우, 액티브 영역(10-1, 10-2)으로, 제어 회로(6)로부터의 제어 신호(커맨드)/어드레스 신호는, 어드레스ㆍ커맨드 버스 상을 버퍼(13A)를 통하여 제어 지연 γ의 2단 파이프라인(pipline1/pipeline2)에 의해 전송된다.FIG. 15 is a timing chart showing another read operation example of the first embodiment of FIG. When the CMD (READ command) is input, the control signals (commands) and address signals from the control circuit 6 enter the active regions 10-1 and 10-2 on the address / command bus buffer 13A. Is transmitted by two-stage pipelines (pipline1 / pipeline2) of control delay γ.

또한, 도 15에서는, 제어 회로(6)로부터의 제어 신호(커맨드)/어드레스 신호는, 액티브 영역(10-1, 10-2)으로의 각각의 신호(10-1 제어 지연, 10-2 제어 지연)로서 표현하고 있지만, 공통의 신호로서 전송하는 것도 가능하다. 공통의 신호쪽이, 소비 전력의 관점에서는 효율이 좋다.In Fig. 15, the control signal (command) / address signal from the control circuit 6 is the respective signals 10-1 control delay and 10-2 control to the active regions 10-1 and 10-2. Delay), but can be transmitted as a common signal. The common signal is more efficient in terms of power consumption.

제어 회로(6)로부터의 제어 신호(커맨드)/어드레스 신호를, 액티브 영역(10-1과 10-2)에서 공통으로 하는 경우, 1사이클째에, 제어 회로(6)로부터 어드레스ㆍ커맨드 버스 상에 출력된 제어 신호(커맨드)/어드레스 신호는 버퍼(13A)를 통하여 2사이클째에 액티브 영역(10-1)에 전송된다. 이 2사이클째에서, 제어 회로(6)는, 1사이클째와 동일한 제어 신호(커맨드)/어드레스 신호를 유지하고, 어드레스ㆍ커맨드 버스 상에 출력하여, 액티브 영역(10-2)에 전송된다. 2사이클째에서도 동일한 신호를 유지하기 때문에(1사이클째에서 High/Low의 경우, High/Low를 유지), 충방전의 스위칭이 없기 때문에, 소비 전력의 관점에서는 효율이 좋다.When the control signal (command) / address signal from the control circuit 6 is made common in the active regions 10-1 and 10-2, the control circuit 6 displays the address / command bus on the first cycle. The control signal (command) / address signal outputted to is transmitted to the active region 10-1 in the second cycle through the buffer 13A. In this second cycle, the control circuit 6 holds the same control signal (command) / address signal as in the first cycle, outputs it on the address / command bus, and transfers it to the active region 10-2. Since the same signal is maintained in the second cycle (High / Low in the case of High / Low in the first cycle), there is no switching of charge and discharge, so the efficiency is good from the viewpoint of power consumption.

그 후, 3단째의 파이프라인(pipeline3)에 의해, ROW 사이클 시간 α의 기간에, 메모리 셀 어레이로부터의 데이터 판독이 실시된다.Thereafter, the third stage pipeline3 reads data from the memory cell array in the period of the ROW cycle time α.

도 14의 라이트 동작에서 설명한 BL0-3 데이터를 판독하는 경우, 액티브 영역(10-1)으로부터는, BL0/1 데이터가 리드 라이트 버스(RWBS)의 버퍼(13C)를 통하여 2단 파이프라인(pipline4/5)에 의해 데이터 제어 회로(7)에 판독되고, 액티브 영역(10-2)으로부터는, BL2/3 데이터가, 리드 라이트 버스(RWBS)를 통하여 1단 파이프라인(pipeline4)에 의해 데이터 제어 회로(7)에 판독된다.When the BL0-3 data described in the write operation of FIG. 14 is read, from the active region 10-1, the BL0 / 1 data passes through the two-stage pipeline (pipline4) through the buffer 13C of the read write bus RWBS. / 5) is read into the data control circuit 7, and from the active region 10-2, BL2 / 3 data is controlled by the first stage pipeline4 through the read / write bus RWBS. It is read into the circuit 7.

리드 라이트 버스(RWBS)로부터 데이터 제어 회로(7)에 먼저 도착한 BL2/3이 먼저 BL2, BL3의 순으로 시리얼 출력되고, 계속해서 BL0/1이, BL0, BL1의 순으로 시리얼 출력된다. CMD 입력으로부터 최초의 데이터 BL2가 출력될 때까지의 사이클수는 5(=레이턴시 θ)이다.BL2 / 3 which first arrives from the read write bus RWBS to the data control circuit 7 is serially output in the order of BL2 and BL3 first, and then BL0 / 1 is serially output in the order of BL0 and BL1. The number of cycles from the CMD input until the first data BL2 is output is 5 (= latency?).

또한, BL0-BL3의 출력의 순번에 관해서는 데이터 단자에 출력하는 단계에서 재배열을 행해도 된다. 혹은, 재배열을 행하지 않고, 사양으로서 순번을 정의하도록 해도 된다.The order of the outputs of BL0-BL3 may be rearranged in the step of outputting to the data terminal. Alternatively, the order may be defined as a specification without rearrangement.

또한, 도 14, 도 15는, 연속하는 커맨드(CMD)의 2번째, 3번째에 대해서는, 내부 동작은 생략되어 있다(도시 생략).14 and 15, the internal operation is omitted for the second and third of the consecutive commands CMD (not shown).

도 12, 도 13으로 되돌아가면, 연속 커맨드 입력의 경우, 제어 신호와 데이터 신호의 제어 지연(γ)과, ROW 사이클 시간(α)의 파이프라인 동작에 의해, ROW 사이클 시간(α : 선택 시간)의 외관상의 사이클을 단축한다. 즉, 도 12에 도시한 예에서는, 1개 전에 입력된 커맨드(CMD)에 대한 ROW 사이클 시간(α : 선택 시간)과, 금회의 CMD에 대한 제어 신호와 데이터 신호의 제어 지연(γ)이 시간적으로 겹쳐서(동일 시간에 병존), 파이프라인 동작하고 있다. 도 13에 도시한 예에서는, 1개 전에 입력된 CMD에 대한 ROW 사이클 시간(α : 선택 시간)과, 금회의 CMD에 대한 제어 신호와 데이터 신호의 제어 지연이 시간적으로 겹쳐서(동일 시간에 병존), 파이프라인 동작하고, 1개 전에 입력된 CMD에 대한 출력 지연(γ)과, 금회의 CMD에 대한 ROW 사이클 시간(α : 선택 시간)이 시간적으로 겹쳐서(동일 시간에 병존), 파이프라인 동작시키고 있다.12 and 13, in the case of continuous command input, the ROW cycle time (α: selection time) by the control delay (γ) of the control signal and the data signal and the pipeline operation of the ROW cycle time (α). The cycle of appearance is shortened. That is, in the example shown in Fig. 12, the ROW cycle time (α: selection time) for the command CMD input one time ago, and the control delay (γ) of the control signal and data signal for the current CMD are temporal. Overlapping (coexisting at the same time), the pipeline is working. In the example shown in FIG. 13, the ROW cycle time (α: selection time) for the CMD previously inputted and the control delay of the control signal and the data signal for this CMD in time overlap (coexist at the same time). Pipeline operation, the output delay (γ) for the previously input CMD and the ROW cycle time (α: selection time) for the current CMD overlap in time (coexisting at the same time), have.

어드레스, 커맨드 등의 제어 신호를 전송하는 어드레스ㆍ커맨드 버스, 데이터 신호 전송용의 IO선인 리드 라이트 버스(RWBS)를 파이프라인 제어로 함으로써, 제어 신호와 데이터 신호의 제어 지연(γ)을 ROW 사이클 시간(α : 선택 시간)으로부터 분리하고, γ의 기간을 파이프라인 제어에 대응하여 복수 사이클로 하고(관련 기술 : 1사이클, 본 실시 형태 : 2사이클), α의 사이클수를 단축하여 γ의 사이클수에 맞춤으로써(관련 기술 : 3사이클, 본 실시 형태 :2 사이클), 시간적으로 연달아 투입되는 커맨드간에서 앞의 커맨드에 대응하는 α과 뒤의 커맨드의 γ 등을, 시간적으로 오버랩한 파이프라인 동작이 행해진다.The pipelined control of the address / command bus for transmitting control signals such as addresses and commands, and the read / write bus RWBS, which is an IO line for data signal transmission, results in a ROW cycle time for the control delay γ of the control signal and the data signal. (α: selection time), the period of γ is made into a plurality of cycles corresponding to the pipeline control (related art: 1 cycle, this embodiment: 2 cycles), and the cycle number of α is shortened to the cycle number of γ. By matching (3 technologies, 2 cycles of the present embodiment: 2 cycles), a pipeline operation in which a time corresponding to a previous command and a γ of a subsequent command is performed between time-inputted commands successively is performed. All.

이상, 메모리 셀 어레이 내의 제어 회로(6, 7)의 제어 신호, 데이터 신호의 신호선을 버퍼(파이프라인ㆍ레지스터)로 파이프라인화하고, 그들 신호선을, 제어 회로(6), 데이터 제어 회로(7)로부터 가까운 메모리 어레이와, 먼 메모리 어레이를 분할하여 제어하는 서브ㆍ컨트롤러(12)를 구비함으로써, 제어 신호ㆍ데이터 신호의 지연(제어 지연ㆍ출력 지연 γ)과, ROW 사이클 tRC(α)를 분리하고, α를 단축함으로써, 외부 데이터의 입출력 데이터의 데이터 레이트의 저하를 회피하는 메모리 셀 어레이의 구성을 실현하고 있다.In the above, the signal lines of the control signals and data signals of the control circuits 6 and 7 in the memory cell array are pipelined into buffers (pipeline registers), and these signal lines are converted into the control circuit 6 and the data control circuit 7. By sub-controller 12 for dividing and controlling the memory array close to the distant memory array, the delay (control delay / output delay γ) of the control signal and data signal and the ROW cycle tRC (α) are separated. By shortening α, a configuration of a memory cell array that avoids a decrease in the data rate of input / output data of external data is realized.

다음으로, 소비 전력에 관하여 트레이드오프의 관계를 이용한 삭감에 대하여, 본 실시 형태의 메모리 셀 어레이 구성에서의 리드 라이트 버스(RWBS)에 대하여 설명한다.Next, a description will be made of the read / write bus RWBS in the memory cell array configuration of the present embodiment with respect to the reduction using the tradeoff relationship with respect to power consumption.

α, γ, θ에 대하여 관련 기술과 비교하면 표 1과 같이 된다. 도 7의 (A), (B)의 관련 기술에서, 제어 지연 γ : 1사이클, 선택 시간 α : 3사이클, 레이턴시 θ : 4사이클, 커맨드 간격 β : 3사이클을 기준으로 하고 있다.It is shown in Table 1 compared with the related art about (alpha), (gamma), (theta). In the related art of Figs. 7A and 7B, control delay γ: 1 cycle, selection time α: 3 cycles, latency θ: 4 cycles, and command interval β: 3 cycles.

실시 형태 1에서는, 제어 지연ㆍ출력 지연 : 2사이클(=2γ), 선택 시간 : 2사이클(=(2/3)α), 레이턴시=4사이클(=(5/4)θ), 커맨드 간격=2사이클(=(2/3)β)In Embodiment 1, control delay and output delay: 2 cycles (= 2γ), selection time: 2 cycles (= (2/3) alpha), latency = 4 cycles (= (5/4) θ), command interval = 2 cycles (= (2/3) β)

Figure pat00005
Figure pat00005

도 7의 (A), (B)의 관련 기술의 제어 지연 γ의 파워(전력)를, P=n×c×f1×V2으로 한다. 실시 형태 1에서는, 제어 지연 γ는, 2사이클로, 관련 기술의 2배이지만, 파이프라인 제어에 의해, 1사이클 단위로, 리드 라이트 버스(RWBS)의 데이터선(파이프라인ㆍ레지스터로 2분할되어 있기 때문에, 관련 기술의 1/2의 길이, 따라서 용량 C는, 관련 기술의 데이터선의 용량 c의 1/2)을 구동하고 있기 때문에, 구동 주파수는, 관련 기술과 동일한 f1이다. 실시 형태 1에서, 리드 라이트 버스(RWBS)에서, 비트 데이터를 패러랠 전송하는 데이터선 개수는, 관련 기술 n의 1/2, 데이터선은 파이프라인ㆍ레지스터로 2분할되어 있어 데이터선의 용량은 c/2이지만, 2단 파이프라인이기 때문에, 총 용량은 (c/2)×2이다. 결국, 실시 형태 1의 제어 지연 γ의 파워 P1=(n/2)×(c/2)×2×f1×V2=P/2. 즉, 관련 기술의 1/2로 된다. 선택 시간의 지연을 (2/3)로 단축하고 있어, 파워ㆍ지연곱=일정의 경우, 파워는 3/2배로 된다.The power (power) of the control delay γ in the related art of FIGS. 7A and 7B is set to P = n x c x f 1 x V 2 . In the first embodiment, the control delay γ is two cycles, which is twice the related art, but is divided into two data lines (pipeline registers) of the read / write bus RWBS in units of one cycle by pipeline control. Therefore, since the length of 1/2 of the related art, and hence the capacitance C, is driving 1/2) of the capacity c of the data line of the related art, the drive frequency is f1 which is the same as that of the related art. In the first embodiment, in the read / write bus RWBS, the number of data lines for parallel transfer of bit data is 1/2 of the related art n, and the data lines are divided into two by a pipeline register, and the capacity of the data lines is c /. 2, but because it is a two-stage pipeline, the total capacity is (c / 2) × 2. As a result, the power P1 = (n / 2) x (c / 2) x 2 x f 1 x V 2 = P / 2 of the control delay γ of the first embodiment. That is, 1/2 of the related art. The delay of the selection time is shortened to (2/3), and the power is 3/2 times when the power and the delay product are constant.

WRITE 동작에서는, 실시 형태 1과 관련 기술의 각각에서의 제어 지연, 선택 시간의 파워의 총합의 비로부터, 실시 형태 1과 관련 기술의 파워의 비는, 개략, 이하로 공급된다.In the WRITE operation, the ratio of the power of the first embodiment to the related art is roughly supplied below from the ratio of the sum of the power of the control delay and the selection time in each of the first embodiment and the related art.

실시 형태 1/관련 기술=(1/2+3/2)/(1+1)=100%Embodiment 1 / related technology = (1/2 + 3/2) / (1 + 1) = 100%

READ 동작에서는, 실시 형태 1과 관련 기술의 각각에서의 제어 지연, 선택 시간, 출력 지연의 파워의 총합의 비로부터,In the READ operation, from the ratio of the sum of the powers of the control delay, the selection time, and the output delay in each of the first embodiment and the related art,

실시 형태 1/관련 기술=(1/2+3/2+1/2)/(1+1+1)=83.3%Embodiment 1 / related technology = (1/2 + 3/2 + 1/2) / (1 + 1 + 1) = 83.3%

실시 형태 1의 변형예에서는, 반도체 메모리를 시스템으로부터 본 경우에 입출력할 수 있는 데이터수를 일정하게 하여 비교하기 위해서, α 및 β를 비교를 위해서 일치시키고 있다. 파워 지연곱을 동일하게 하고, 지연 Td1이 3γ(3사이클)로 설정 가능한 경우, 이상적으로는, 전력을 1/3로 내릴 수 있다. 제어 지연 γ에 관한 제어 회로(6, 7)의 동작이나, 리드 라이트 버스(RWBS)에서의 데이터 입출력의 소비 전력은, 관련 기술과의 비에서, 1/3배로 된다. 이 변형예에서는, ROW 사이클 시간을 α로 하고, 메모리 어레이의 동작에서 일치시키고 있으므로, 그 소비 전력은 관련 기술의 1배 그대로이다. 제어 신호ㆍ데이터 신호의 지연(제어 지연 γ)에서의 소비 전류가, ROW 사이클 시간 α에서의 소비 전류에 대하여 간과할 수 없는 크기로 되어, 거의 동등해진 경우, 상기 파워 지연곱=일정으로부터 유도되는, 소비 전력 전체의 비는, WRITE 동작에서는,In the modification of the first embodiment, alpha and beta are coincident for comparison in order to make a constant comparison of the number of data that can be input and output when the semiconductor memory is viewed from the system. When the power delay product is the same and the delay Td1 can be set to 3? (3 cycles), the power can be reduced to 1/3 ideally. The operation of the control circuits 6 and 7 with respect to the control delay γ and the power consumption of data input / output on the read / write bus RWBS are 1/3 times the ratio with the related art. In this modified example, since the ROW cycle time is set to alpha and coincided in the operation of the memory array, the power consumption remains as much as one time of the related art. When the consumption current at the delay of the control signal and the data signal (control delay γ) becomes a magnitude that cannot be overlooked with respect to the consumption current at the ROW cycle time α and is almost equal, the power delay product is derived from the constant. In the WRITE operation, the ratio of the whole power consumption

변형예/관련 기술=(1/3+1)/(1+1)=66%Variation / Related Technology = (1/3 + 1) / (1 + 1) = 66%

READ 동작에서는,In the READ operation,

변형예/관련 기술=(1/3+1+1/3)/(1+1+1)=55.5%Modifications / Related Techniques = (1/3 + 1 + 1/3) / (1 + 1 + 1) = 55.5%

실제의 회로 설계는 복잡하여, 상기한 바와 같은 단순 계산에 의해 소비 전력이 정해지지 않는 부분이 있지만, γ에서의 소비 전류가 절반으로 되는 것만으로도, 전체의 소비 전류는 75%로 된다.The actual circuit design is complicated, and there are some parts in which power consumption is not determined by the simple calculation as described above. However, even if the current consumption in γ is halved, the total current consumption is 75%.

본 실시 형태에 따른 메모리 셀 어레이의 구성에 의해, 소비 전력을 삭감하는 것이 가능하게 되었다. γ에서의 소비 전류가 α에서의 소비 전류에 대하여 무시할 수 없게 되고, 또한, (γ에서의 소비 전류)>(α에서의 소비 전류)가 진행되는 경우, 본 발명의 효과는, 더욱 커진다.With the configuration of the memory cell array according to the present embodiment, power consumption can be reduced. When the current consumption at γ cannot be ignored with respect to the current consumption at α, and when (current consumption at γ)> (current consumption at α) proceeds, the effect of the present invention is further increased.

다음으로, 실시 형태 1에서, 메모리 셀 어레이 구성에서의 리드 라이트 버스(RWBS)의 데이터선(IO선)에 대하여 설명한다. 액티브 영역(10-1, 10-2)에 각각, BL0/1과 BL2/3을 할당함으로써, 데이터 단자×36, 버스트 4(BL0-3)의 144데이터를, 72데이터분의 데이터선(IO선)에 의해 입출력이 가능하게 되었다. 이에 대하여, 도 6의 관련 기술에서는, 144데이터분의 데이터선(IO선)에 의해 제어 회로(7)로부터 데이터의 입출력을 하고 있다.Next, in the first embodiment, the data line (IO line) of the read write bus RWBS in the memory cell array configuration will be described. By assigning BL0 / 1 and BL2 / 3 to the active regions 10-1 and 10-2, respectively, 144 data of the data terminal x36 and burst 4 (BL0-3) are divided into 72 data lines IO for 72 data. Input / output is enabled. In contrast, in the related art of Fig. 6, data is inputted and outputted from the control circuit 7 by data lines (IO lines) for 144 data.

이것은, 실시 형태 1에서는, 메모리 셀 어레이의 구성으로서, 리드 라이트 버스(RWBS)의 데이터선(IO선)을 파이프라인 제어하고, 시분할로 시리얼 전송을 행하는 구성으로 한 것에 의한다.In the first embodiment, this is a configuration of a memory cell array in which the data line (IO line) of the read / write bus RWBS is pipeline controlled, and serial transmission is performed by time division.

144개의 데이터선(IO선)으로부터, 72개의 데이터선(IO선)에 의해, 메모리 셀 어레이 내를 데이터 입출력하기 때문에, 배선 리소스로서, 감소한 72개의 데이터선(IO선)의 분을 활용하는 것이 가능하게 된다. 예를 들면 데이터선(IO선)을 위한 배선 리소스의 에어리어에 전원 배선을 설치하는 것이 가능하게 된다.Since data is inputted and outputted from the 144 data lines (IO lines) to the memory cell array by 72 data lines (IO lines), it is desirable to utilize the reduced 72 data lines (IO lines) as wiring resources. It becomes possible. For example, it is possible to provide a power supply wiring in an area of a wiring resource for a data line (IO line).

반대로, 관련 기술에서는, 최대 288개의 IO선의 구성에 대하여, 실시 형태 1에 따르면, 576의 데이터의 입출력이 가능하게 된다.In contrast, in the related art, according to the first embodiment, input and output of 576 data is possible for the configuration of up to 288 IO lines.

<실시 형태 2>&Lt; Embodiment 2 >

반도체 메모리는 복수의 동작 사양을 동일 칩 내에서 절환하는 것이 일반적이다. 다음으로, 실시 형태 2로서, ×36의 버스트 길이 8에 대하여 설명하고, 실시 형태 1과의 내부에서의 절환 사양에 대하여 설명한다.It is common for a semiconductor memory to switch a plurality of operating specifications within the same chip. Next, as Embodiment 2, the burst length 8 of x 36 is demonstrated, and the switching specification in Embodiment 1 is demonstrated.

도 16은, 버스트 길이=8의 경우의 실시 형태 2의 구성을 모식적으로 도시하고 있다. 버스트 길이=4의 상기 실시 형태 1에서는, 메모리 어레이의 기본 단위(11)를 2분할 구성으로 하였지만, 도 16에 도시한 바와 같이, 실시 형태 2에서는, 메모리 어레이의 기본 단위(11)를 4분할 구성으로 하고, 액티브 영역(10-1, 10-2, 10-3, 10-4)에 각각 컬럼 BL0/1, BL2/3, BL4/5, BL6/7을 할당하고 있다. 버스트 길이=8, 데이터 단자의 개수=36개에 대하여, 리드 라이트 버스(RWBS)의 데이터선 개수는 72개이다. 제어 회로(6)로부터의 어드레스ㆍ커맨드 버스, 데이터 제어 회로(7)에 접속하는 리드 라이트 버스(RWBS)는, 각각, 각 3개의 버퍼(파이프라인ㆍ레지스터)(13A, 13B)를 구비하고, 근단으로부터 원단까지의 메모리 어레이의 기본 단위(11)에 대응하여 4단 파이프라인을 구성하고 있다.FIG. 16 schematically shows the configuration of the second embodiment in the case of burst length = 8. In Embodiment 1 of the burst length = 4, the basic unit 11 of the memory array is divided into two, but as shown in FIG. 16, in Embodiment 2, the basic unit 11 of the memory array is divided into four. In the configuration, the columns BL0 / 1, BL2 / 3, BL4 / 5, and BL6 / 7 are allocated to the active regions 10-1, 10-2, 10-3, and 10-4, respectively. For the burst length = 8 and the number of data terminals = 36, the number of data lines of the read write bus RWBS is 72. The address / command bus from the control circuit 6 and the read / write bus RWBS connected to the data control circuit 7 each include three buffers (pipeline registers) 13A and 13B, respectively. A four-stage pipeline is constructed corresponding to the basic unit 11 of the memory array from the near end to the far end.

도 17은 도 16의 WRITE 동작의 타이밍 동작을 설명하는 도면이다. 도 18은 도 16의 READ 동작을 설명하는 도면이다. 도 16에서, 36개의 데이터 단자(DQ)의 각 단자에는, 버스트 길이=8에 따라서 기입이 행해지는 8개의 컬럼 BL0-BL7에 대응하는 8비트 데이터가 더블 데이터 레이트(4사이클)로 시리얼로 입력된다. 제어 지연 γ는, 4단 파이프라인에 대응하여, 4사이클이 할당되어 있다.17 is a view for explaining the timing operation of the WRITE operation of FIG. 16. 18 is a view for explaining the READ operation of FIG. In Fig. 16, 8-bit data corresponding to eight columns BL0-BL7 to be written in accordance with burst length = 8 is serially input to each terminal of the 36 data terminals DQ at a double data rate (4 cycles). do. The control delay γ is assigned four cycles corresponding to the four-stage pipeline.

액티브 영역(10-1)을 제어하는 어드레스 신호, 커맨드 신호(어드레스, 제어 신호?타이밍 신호)와, 액티브 영역(10-1)에 기입하는 데이터(BL0/1)는, CMD 입력의 다음의 2번째의 클럭 사이클에서, 제어 회로(6) 및 데이터 제어 회로(7)로부터, 1번째의 메모리 어레이 기본 단위에 대응하는 구간의 어드레스ㆍ커맨드 버퍼, 리드 라이트 버스(RWBS)에 출력되고, 3, 4, 5번째의 클럭에서 1단째, 2단째, 3단째의 버퍼(13A, B)로부터 2번째, 3번째, 4번째의 메모리 어레이 기본 단위의 구간의 어드레스ㆍ커맨드 버퍼, 리드 라이트 버스(RWBS)에 순차적으로 전송된다. 10-1 제어 지연은, 2번째의 클럭 사이클로부터 5번째의 클럭 사이클까지의 4사이클이다.The address signal for controlling the active region 10-1, the command signal (address, control signal-timing signal), and the data BL0 / 1 to be written to the active region 10-1 are the next two of the CMD input. In the first clock cycle, the control circuit 6 and the data control circuit 7 output the address / command buffer and the read write bus RWBS of the section corresponding to the basic unit of the first memory array. From the first, second and third stage buffers 13A and B to the address / command buffer of the basic unit of the second, third and fourth memory arrays and the read write bus (RWBS) of the fifth clock. Are sent sequentially. The 10-1 control delay is four cycles from the second clock cycle to the fifth clock cycle.

액티브 영역(10-2)을 제어하는 어드레스 신호ㆍ제어 신호ㆍ타이밍 신호와, 액티브 영역(10-2)에 기입하는 데이터(BL2/3)는, 3번째의 클럭에서 제어 회로(6) 및 데이터 제어 회로(7)로부터, 1번째의 메모리 어레이 기본 단위에 대응하는 구간의 어드레스ㆍ커맨드 버퍼, 리드 라이트 버스(RWBS)에 출력되고, 4, 5번째의 클럭에서, 1단째, 2단째의 버퍼(13A, B)로부터 2번째, 3번째의 메모리 어레이 기본 단위의 구간의 어드레스ㆍ커맨드 버퍼, 리드 라이트 버스(RWBS)에 순차적으로 전송된다. 10-2 제어 지연은 3번째의 클럭 사이클로부터 5번째의 클럭 사이클까지의 3사이클이다.The address signal, control signal and timing signal for controlling the active region 10-2 and the data BL2 / 3 for writing to the active region 10-2 are controlled by the control circuit 6 and data at the third clock. The control circuit 7 outputs the address command buffer of the section corresponding to the first memory array basic unit and the read / write bus RWBS, and the buffers of the first and second stages in the fourth and fifth clocks ( 13A, B) are sequentially transferred to the address / command buffer and read / write bus RWBS in the sections of the second and third memory array basic units. The 10-2 control delay is three cycles from the third clock cycle to the fifth clock cycle.

액티브 영역(10-3)을 제어하는 어드레스 신호ㆍ제어 신호ㆍ타이밍 신호와, 액티브 영역(10-3)에 기입하는 데이터(BL4/5)는, 4번째의 클럭에서 제어 회로(6) 및 데이터 제어 회로(7)로부터, 1번째의 메모리 어레이 기본 단위에 대응하는 구간의 어드레스ㆍ커맨드 버퍼, 리드 라이트 버스(RWBS)에 출력되고, 4번째의 클럭에서 1단째의 버퍼(13A, B)로부터, 2번째의 메모리 어레이 기본 단위의 구간의 어드레스ㆍ커맨드 버퍼, 리드 라이트 버스(RWBS)에 전송된다. 10-3 제어 지연은 4번째의 클럭 사이클로부터 5번째의 클럭 사이클까지의 2사이클이다.The address signal, the control signal, and the timing signal for controlling the active area 10-3, and the data BL4 / 5 to be written to the active area 10-3, are controlled by the control circuit 6 and data at the fourth clock. From the control circuit 7 to the address command buffer and the read write bus RWBS of the section corresponding to the first memory array basic unit, and from the first stage buffers 13A and B at the fourth clock, It is transferred to the address / command buffer and read / write bus RWBS of the section of the second memory array basic unit. The 10-3 control delay is two cycles from the fourth clock cycle to the fifth clock cycle.

액티브 영역(10-4)을 제어하는 어드레스 신호ㆍ제어 신호ㆍ타이밍 신호와, 액티브 영역(10-4)에 기입하는 데이터(BL6/7)는, 5번째의 클럭에서 제어 회로(6) 및 데이터 제어 회로(7)로부터, 1번째의 메모리 어레이 기본 단위에 대응하는 구간의 어드레스ㆍ커맨드 버퍼, 리드 라이트 버스(RWBS)에 출력된다. 10-4 제어 지연은 5번째의 클럭만의 1사이클이다.The address signal, control signal, and timing signal for controlling the active region 10-4 and the data BL6 / 7 for writing to the active region 10-4 are controlled by the control circuit 6 and data at the fifth clock. The control circuit 7 outputs the address / command buffer and the read write bus RWBS in the section corresponding to the first memory array basic unit. The 10-4 control delay is one cycle of the fifth clock only.

6번째부터 9번째의 클럭 사이클의 4사이클이, 선택 시간 α이고, 4개의 메모리 어레이의 기본 단위의 액티브 영역(10-1, 10-2, 10-3, 10-4)에, 패러랠 2비트 BL0/BL1, 패러랠 2비트 BL2/BL3, 패러랠 2비트 BL4/BL5, 패러랠 2비트 BL6/BL7의 기입이 행해진다. CMD to CMD 기간 β는 4사이클이고, 5번째의 클럭 사이클에서 다음 CMD에 대응하는 8비트 시리얼 데이터 BL0-BL7의 최초 2비트 BL0, BL1이 시리얼로 입력된다. 또한, 메모리 어레이 기본 단위(11)의 액티브 영역(10-1, 10-2)을 제어하는 ROW 어드레스는, 액티브 영역(10-1, 10-2)에서 공통의 것이어도 되고, 상이한 것이어도 된다.Four cycles of the sixth to ninth clock cycles are the selection time α, and parallel two bits are provided in the active regions 10-1, 10-2, 10-3, and 10-4 of the basic units of the four memory arrays. Writing of BL0 / BL1, parallel 2-bit BL2 / BL3, parallel 2-bit BL4 / BL5, and parallel 2-bit BL6 / BL7 is performed. The CMD to CMD period β is four cycles, and in the fifth clock cycle, the first two bits BL0 and BL1 of 8-bit serial data BL0-BL7 corresponding to the next CMD are input serially. The row addresses for controlling the active regions 10-1 and 10-2 of the memory array basic unit 11 may be common to the active regions 10-1 and 10-2, or may be different from each other. .

관련 기술(도 7, 도 9 참조)에서, 제어 신호나 데이터 신호의 전송에 사용할 수 있는 γ는 1사이클이었지만, 도 17에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 제어 신호나 데이터 신호의 전송에 사용할 수 있는 기간 γ를, 4사이클로 하고 있다. 액티브 영역(10-1, 10-2, 10-3, 10-4)에 전송되는 제어 신호ㆍ데이터 신호의 지연(10-1, 10-2, 10-3, 10-4 제어 지연)은, 4, 3, 2, 1사이클이다.In the related art (see FIGS. 7 and 9), γ that can be used for the transmission of the control signal and the data signal was one cycle, but as shown in FIG. 17, in the present embodiment, the transmission of the control signal and the data signal is performed. The period γ that can be used is 4 cycles. Delays (10-1, 10-2, 10-3, 10-4 control delays) of control signals and data signals transmitted to the active areas 10-1, 10-2, 10-3, 10-4, 4, 3, 2, 1 cycle.

본 실시 형태에서, 제어 회로(6)에서 생성된 타이밍 신호를 서브ㆍ컨트롤러(12)에서 받고, 서브ㆍ컨트롤러(12)는, 타이밍 신호를 새롭게 생성 혹은 보정함으로써, ROW 사이클 시간 tRC의 기간 α를 생성하고, 또한, 버퍼(13C) 등에서 정보를 유지함으로써, 기간 α에서의, 메모리 어레이의 기본 단위(11)에서의 메모리 셀에의 라이트 동작을 보장한다.In this embodiment, the sub-controller 12 receives the timing signal generated by the control circuit 6, and the sub-controller 12 generates a period α of the ROW cycle time tRC by newly generating or correcting the timing signal. By generating and retaining the information in the buffer 13C or the like, the write operation to the memory cells in the basic unit 11 of the memory array in the period α is guaranteed.

본 실시 형태에서, READ 시에는, 도 18에 도시한 바와 같이, 액티브 영역(10-1)으로의 어드레스 신호, 커맨드 신호(어드레스, 제어 신호?타이밍 신호)는, 1번째의 클럭에서 제어 회로(6)로부터 어드레스ㆍ커맨드 버스에 출력되고, 3단의 버퍼(13A)를 통하여, 4사이클에 걸쳐서, 액티브 영역(10-1)에 전송된다. 액티브 영역(10-2)으로의 어드레스 신호ㆍ커맨드 신호는, 2번째의 클럭에서, 제어 회로(6)로부터 어드레스ㆍ커맨드 버스에 출력되고, 제어 회로(6)로부터 2단의 버퍼(13A)를 통하여, 3사이클로 액티브 영역(10-2)에 전송된다. 액티브 영역(10-3)으로의 어드레스 신호ㆍ커맨드 신호는 3번째의 클럭에서 제어 회로(6)로부터 어드레스ㆍ커맨드 버스에 출력되고, 제어 회로(6)로부터 3단의 버퍼(13A)를 통하여, 2사이클로 액티브 영역(10-3)에 전송된다. 액티브 영역(10-4)으로의 어드레스 신호ㆍ커맨드 신호는, 4번째의 클럭에서, 제어 회로(6)로부터 어드레스ㆍ커맨드 버스에 출력되고, 액티브 영역(10-4)에 전송된다.In the present embodiment, at the time of READ, as shown in Fig. 18, the address signal and the command signal (address, control signal and timing signal) to the active region 10-1 are controlled by the control circuit (the first clock). 6 is output to the address command bus, and is transmitted to the active region 10-1 over four cycles through the three-stage buffer 13A. The address signal and the command signal to the active region 10-2 are output from the control circuit 6 to the address command bus at the second clock, and the two stage buffer 13A is opened from the control circuit 6. Through this, three cycles are transmitted to the active region 10-2. The address signal and the command signal to the active region 10-3 are output from the control circuit 6 to the address command bus at the third clock, and from the control circuit 6 through the three-stage buffer 13A, It is transmitted to the active area 10-3 in two cycles. The address signal and the command signal to the active region 10-4 are output from the control circuit 6 to the address command bus at the fourth clock and are transmitted to the active region 10-4.

5번째부터 8번째의 클럭 사이클까지의 4사이클에서, 액티브 영역(10-1?10-4)으로부터, BL0, BL1, BL2, BL3, BL4, BL5, BL6, BL7이 판독된다.In four cycles from the fifth to the eighth clock cycles, BL0, BL1, BL2, BL3, BL4, BL5, BL6, BL7 are read out from the active regions 10-1 to 10-4.

9번째의 클럭 사이클에서, 액티브 영역(10-4)으로부터의 판독 데이터 BL6, BL7은, 데이터 제어 회로(7)에 패러랠로 도착하고, 10번째의 클럭 사이클에서, 데이터 BL6, 7의 순으로 2비트 시리얼로 출력된다. 액티브 영역(10-3)으로부터 판독된 데이터 BL4, BL5는 버퍼(13B)를 통하여 10번째의 클럭 사이클에서 데이터 제어 회로(7)에 패러랠로 도착하고, 11번째의 클럭 사이클에서 데이터 BL4, 5의 순으로 2비트 시리얼 출력된다. 액티브 영역(10-2)으로부터 판독된 데이터 BL2, BL3은 2단의 버퍼(13B)를 통하여 11번째의 클럭 사이클에서 데이터 제어 회로(7)에 패러랠로 도착하고, 12번째의 클럭 사이클에서 데이터 BL2, 3의 순으로서 2비트 시리얼로 출력된다. 액티브 영역(10-1)으로부터 판독된 데이터 BL0, BL1은, 3단의 버퍼(13B)를 통하여 12번째의 클럭 사이클에서 데이터 제어 회로(7)에 패러랠로 도착하고, 13번째의 클럭 사이클에서 데이터 BL0, 1의 순으로 2비트 시리얼로 출력된다. 전체로는, 36개의 데이터 단자로부터 시리얼 8비트의 판독 데이터가 출력된다. CMD(READ)가 입력되고 나서 최초의 비트 데이터 BL6이 출력될 때까지의 사이클수는 9(레이턴시 θ=9)이다.In the ninth clock cycle, the read data BL6, BL7 from the active region 10-4 arrive at the data control circuit 7 in parallel, and in the tenth clock cycle, the data BL6, 7 are in the order of the data BL6, 7. Bit serial output. The data BL4 and BL5 read out from the active region 10-3 arrive at the data control circuit 7 in parallel in the tenth clock cycle through the buffer 13B. 2-bit serial output in order. The data BL2 and BL3 read out from the active region 10-2 arrive at the data control circuit 7 in parallel in the 11th clock cycle through the two-stage buffer 13B, and the data BL2 in the 12th clock cycle. Followed by a 2 bit serial. The data BL0 and BL1 read out from the active region 10-1 arrive at the data control circuit 7 in parallel in the 12th clock cycle through the three-stage buffer 13B and the data in the 13th clock cycle. Output is 2 bit serial in order of BL0, 1. In total, serial 8-bit read data is output from 36 data terminals. The number of cycles from the input of CMD (READ) to the output of the first bit data BL6 is 9 (latency? = 9).

WRITE도 READ 동작도, 원단의 메모리 셀의 특성에 의해 제어 지연/출력 지연이 결정되고, 연속 커맨드의 투입 간격(CMD와 다음 CMD 사이의 기간 β)은 4사이클, 제어 지연/출력 지연은 4사이클, 액티브 영역의 선택 시간 α는 4사이클로 된다.Neither WRITE nor READ operation, the control delay / output delay is determined by the characteristics of the memory cell of the far end. The selection time α of the active region is four cycles.

도 19는 도 17의 라이트 동작을 파이프라인으로 도시한 도면이다. 버스트 길이=8에 대응하여 8비트ㆍ시리얼로 입력되는 BL0-BL7 중, 시리얼 입력되는 BL0, BL1의 액티브 영역(10-1)으로의 리드 라이트 버스(RWBS) 상의 2비트 패러랠 전송의 제어 지연(10-1 제어 지연)은, 클럭 사이클 2-5의 4단 파이프라인(Pipeline1-Pipeline4), 시리얼 입력되는 BL2, BL3의 액티브 영역(10-2)으로의 리드 라이트 버스(RWBS) 상의 2비트 패러랠 전송의 제어 지연(10-2 제어 지연)은 클럭 사이클 3-5의 3단 파이프라인(Pipeline2-Pipeline4), 시리얼 입력되는 BL4, BL5의 액티브 영역(10-3)으로의 리드 라이트 버스(RWBS) 상의 2비트 패러랠 전송의 제어 지연(10-3 제어 지연)은 클럭 사이클 4-5의 2단 파이프라인(Pipeline3-Pipeline4), 시리얼 입력되는 BL6, BL7의 액티브 영역(10-4)으로의 리드 라이트 버스(RWBS)로의 2비트 패러랠 전송의 제어 지연(10-4 제어 지연)은 클럭 사이클 5의 1단 파이프라인(Pipeline4)이다.FIG. 19 is a diagram illustrating a write operation of FIG. 17 in a pipeline. Control delay of 2-bit parallel transmission on the read / write bus RWBS to the active area 10-1 of BL0 and BL1 serially input, among BL0-BL7 inputted in 8-bit serial corresponding to burst length = 8 ( 10-1 control delay) is a 2-bit parallel on the read-write bus RWBS to the active area 10-2 of BL4 and BL3, which are serially input, and the 4-stage pipeline (Pipeline1-Pipeline4) of clock cycles 2-5. The control delay of the transmission (10-2 control delay) is the three-stage pipeline (Pipeline2-Pipeline4) in clock cycles 3-5, the lead write bus (RWBS) to the active area 10-3 of BL4, BL5, which is serially input. The control delay of the 2-bit parallel transmission on the phase (10-3 control delay) leads to a two-stage pipeline (Pipeline3-Pipeline4) with clock cycles 4-5, read writes to the active area 10-4 of the serially inputted BL6 and BL7. The control delay (10-4 control delays) for 2-bit parallel transfers to the bus (RWBS) is the first stage of clock cycle 5 Phosphorus (Pipeline4).

액티브 영역(10-1?10-4)에의 기입[ROW 사이클(α)]은, 5단째의 파이프라인(Pipeline5)5에 의해 행해지고, α는 4사이클이다.Writing to the active regions 10-1-10-4 (ROW cycle α) is performed by the fifth stage Pipeline 5, and α is 4 cycles.

도 20은 도 17의 연속 WRITE 동작을 파이프라인으로 도시한 도면이다. CMD to CMD 기간 β는 4사이클이다. 앞의 CMD(WRITE 커맨드)의 제어 지연 γ가 끝나는 클럭 사이클 5의 다음 클럭 사이클 6부터 클럭 사이클 9의 4사이클이, 다음 CMD(WRITE 커맨드)의 제어 지연 γ이고, 다음 CMD(WRITE 커맨드)의 제어 지연 γ는, 앞의 CMD의 10-1?10-4의 선택 시간과 시간적으로 겹친다.20 is a diagram illustrating a continuous WRITE operation of FIG. 17 in a pipeline. The CMD to CMD period β is 4 cycles. The next clock cycle 6 of the clock cycle 5 to the end of the control delay γ of the previous CMD (WRITE command) to the four cycles of the clock cycle 9 are the control delays γ of the next CMD (WRITE command) and control of the next CMD (WRITE command). The delay γ overlaps in time with the selection time of 10-1 to 10-4 of the preceding CMD.

도 21은 도 18의 연속 READ 동작을 파이프라인으로 도시한 도면이다. 액티브 영역(10-1)으로의 어드레스, 커맨드의 어드레스ㆍ커맨드 버스로의 전송이 행해지는 제어 지연(10-1 제어 지연)은, 클럭 사이클 2-5의 4단 파이프라인(Pipeline1-4), 액티브 영역(10-2)으로의 어드레스, 커맨드의 어드레스ㆍ커맨드 버스로의 전송이 행해지는 제어 지연(10-2 제어 지연)은 클럭 사이클 3-5의 3단 파이프라인(Pipeline2-Pipeline4), 액티브 영역(10-3)으로의 어드레스, 커맨드의 어드레스ㆍ커맨드 버스로의 전송이 행해지는 제어 지연(10-3 제어 지연)은 클럭 사이클 4-5의 2단 파이프라인(Pipeline3-Pipeline4), 액티브 영역(10-4)으로의 어드레스, 커맨드의 어드레스ㆍ커맨드 버스로의 전송이 행해지는 제어 지연(10-4 제어 지연)은 클럭 사이클 5의 1단 파이프라인(Pipeline4)이다. 클럭 사이클 6-9는 액티브 영역(10-1?10-4)으로부터 각각 2비트 데이터가 판독된다.FIG. 21 is a diagram illustrating a continuous READ operation of FIG. 18 in a pipeline. The control delay (10-1 control delay) in which the address to the active area 10-1 and the command are transferred to the address / command bus is performed by the four-stage pipeline (Pipeline1-4) and the clock cycles 2-5. The control delay (10-2 control delay) at which the address to the active area 10-2 and the command transfer to the address / command bus are performed (Pipeline2-Pipeline4) and the three stages of the clock cycle 3-5 are active. The control delay (10-3 control delay) in which the address to the area 10-3 and the command are transferred to the address / command bus is performed by the two-stage pipeline (Pipeline3-Pipeline4) and the active area of the clock cycle 4-5. The control delay (10-4 control delay) at which the address to (10-4) and the command to the address / command bus are transferred is the first stage pipeline (Pipeline4) of clock cycle 5. In clock cycles 6-9, 2-bit data is read from the active regions 10-1 to 10-4, respectively.

액티브 영역(10-4)으로부터 판독된 2비트 데이터 BL6, BL7은, 클럭 사이클 10에서 리드 라이트 버스(RWBS)를 통하여 데이터 제어 회로(7)에 공급되고, 클럭 사이클 11에서, BL6, BL7의 순으로 시리얼로 출력된다. 액티브 영역(10-3)으로부터 판독된 2비트 데이터 BL4, BL5가 클럭 사이클 10에서 리드 라이트 버스(RWBS)에 출력되고, 1단의 버퍼(13B)를 통하여 데이터 제어 회로(7)에 공급되고, 클럭 사이클 12에서 BL4, BL5의 순으로 시리얼로 출력된다. 액티브 영역(10-2)으로부터 판독된 2비트 데이터 BL2, BL3이 클럭 사이클 10에서 리드 라이트 버스(RWBS)에 출력되고, 2단의 버퍼(13B)를 통하여 클럭 사이클 11에서 데이터 제어 회로(7)에 공급되고, 클럭 사이클 13에서 BL2, BL3의 순으로 시리얼로 출력된다. 액티브 영역(10-1)으로부터 판독된 2비트 데이터 BL0, BL1이 클럭 사이클 10에서 리드 라이트 버스(RWBS)에 출력되고, 3단의 버퍼(13B)를 통하여 클럭 사이클 11에서 데이터 제어 회로(7)에 공급되고, 클럭 사이클 14에서 BL0, BL1의 순으로 시리얼로 출력된다.The 2-bit data BL6 and BL7 read out from the active region 10-4 are supplied to the data control circuit 7 via the read write bus RWBS in clock cycle 10, and in order of BL6 and BL7 in clock cycle 11 It is output as serial. The 2-bit data BL4 and BL5 read out from the active region 10-3 are output to the read write bus RWBS in clock cycle 10, and are supplied to the data control circuit 7 through the buffer 13B of one stage, In clock cycle 12, it is output serially in the order of BL4, BL5. The 2-bit data BL2 and BL3 read out from the active region 10-2 are output to the read write bus RWBS in clock cycle 10, and the data control circuit 7 in clock cycle 11 through the two-stage buffer 13B. Is supplied to and serially outputted in the order of BL2 and BL3 in clock cycle 13. The 2-bit data BL0 and BL1 read out from the active region 10-1 are output to the read write bus RWBS at clock cycle 10, and the data control circuit 7 at clock cycle 11 through the three-stage buffer 13B. Is supplied to and serially output in the order of BL0, BL1 in clock cycle 14.

도 22는 WRITE to READ의 동작예를 도시하는 타이밍도이다. CMD간 기간은 4사이클이다. 클럭 사이클 2-5는 WRITE 커맨드의 제어 지연, 클럭 사이클 5에 다음 CMD(READ)가 입력되고, 클럭 사이클 6-9가 READ의 제어 지연과 WRITE의 선택 시간이 시간적으로 겹친다. 클럭 사이클 10-13이 READ의 선택 시간이다. 클럭 사이클 10-13이 READ의 출력 시간이다. 클럭 사이클 15-18에서, 8비트 시리얼 비트 BL6, BL7, BL4, BL5, BL2, BL3, BL0, BL1이 출력된다.22 is a timing chart illustrating an operation example of WRITE to READ. The period between CMDs is 4 cycles. In clock cycle 2-5, the next CMD (READ) is input to the control delay of the WRITE command, clock cycle 5, and clock cycle 6-9 overlaps the control delay of READ and the selection time of WRITE in time. Clock cycles 10-13 are the selection times for READ. Clock cycles 10-13 are the output times of the READ. In clock cycles 15-18, the 8-bit serial bits BL6, BL7, BL4, BL5, BL2, BL3, BL0, BL1 are output.

도 23은 READ to WRITE의 동작예를 도시하는 타이밍도이다. CMD간 기간은 4사이클이다. 클럭 사이클 2-5는 READ 커맨드의 제어 지연, 클럭 사이클 5에 다음 CMD(WRITE)가 입력되고, 8비트 시리얼 데이터가 클럭 사이클 5-8의 4사이클에서 입력되고, 클럭 사이클 6-9가 READ의 제어 지연과 WRITE의 선택 시간이 시간적으로 겹친다. 클럭 사이클 10-13이 READ의 선택 시간, 클럭 사이클 10-13이 WRITE의 출력 시간, READ의 출력 지연이다. 클럭 사이클 11-14에서, 8비트 시리얼 비트 BL6, BL7, BL4, BL5, BL2, BL3, BL0, BL1이 출력된다.23 is a timing diagram illustrating an operation example of READ to WRITE. The period between CMDs is 4 cycles. In clock cycle 2-5, the next CMD (WRITE) is input to the control delay of the READ command, clock cycle 5, 8-bit serial data is input in four cycles of clock cycles 5-8, and clock cycle 6-9 is set to READ. The control delay and the WRITE selection time overlap each other. Clock cycles 10-13 are the selection times for READ, clock cycles 10-13 are the output times for WRITE, and output delays for READ. In clock cycles 11-14, the 8-bit serial bits BL6, BL7, BL4, BL5, BL2, BL3, BL0, BL1 are output.

실시 형태 2의 경우, 버스트 길이=8의 설정에서, 제어 지연 γ=4사이클, 선택 시간 α=4사이클, 커맨드 간격=4사이클이고, READ 시의 레이턴시=9이다.In the case of the second embodiment, with the setting of the burst length = 8, the control delay γ = 4 cycles, the selection time alpha = 4 cycles, the command interval = 4 cycles, and the latency at READ = 9.

실시 형태 2에서도, 실시 형태 1과 마찬가지로, 제어 지연ㆍ출력 지연 γ의 시간을 연장함으로써 저소비 전력화 수단을 강구할 수 있다. 또한, 데이터수는, 288 IO선에 대하여, 72 IO선으로 되기 때문에 배선 리소스를 활용할 수 있고, 실시예 1과 마찬가지로 다수의 데이터를 취급할 수 있도록 하는 경우, 이 구성이면 4배 판독, 기입을 할 수 있으므로 최대 1152데이터를 처리할 수 있다.Also in the second embodiment, as in the first embodiment, a low power consumption means can be obtained by extending the time of the control delay and the output delay γ. In addition, since the number of data becomes 72 IO lines with respect to 288 IO lines, wiring resources can be utilized, and in the case of allowing a large number of data to be handled as in the first embodiment, the reading and writing times are four times in this configuration. It can handle up to 1152 data.

<실시 형태 3>&Lt; Embodiment 3 >

도 24는 버스트 길이 절환의 설명을 하기 위한 도면이다. 데이터 단자의 개수=36, 버스트 길이는 8로 되고, 1개의 데이터 단자로부터 시리얼 입력/출력되는 8비트 데이터는 액티브 영역의 8컬럼 BL0-7에 기입되고/8컬럼 BL0-7로부터 판독되고, 36개의 데이터 단자에 대응하여, 36×8개=288데이터가 READ/WRITE된다. 이 경우의 동작은, 실시 형태 2와 동일하다.24 is a diagram for explaining burst length switching. The number of data terminals is 36, the burst length is 8, and 8-bit data serially input / output from one data terminal is written in 8 columns BL0-7 of the active area and read out of 8 columns BL0-7, and 36 Corresponding to 36 data terminals, 36 x 8 pieces = 288 data are read / write. The operation in this case is the same as that of the second embodiment.

버스트 길이를 8로부터 4(BL0-3)로 하는 경우, 액티브 영역(10-1과 10-2)의 사이에 있는 버퍼(13A1, 13B1)에 의한 파이프라인 제어와, 액티브 영역(10-3과 10-4)의 사이에 있는 버퍼(13A3, 13B3)에 의한 파이프라인 제어를 무효(파이프라인 비활성화)로 함으로써(파이프라인 휴지), 실시 형태 1의 동작과 동일하게 된다. 버퍼의 파이프라인 제어를 무효, 즉, 파이프라인ㆍ레지스터 기능을 무효로 하는 경우, 버퍼(13A1, 13B1), 버퍼(13A3, 13B3)는, 래치 동작을 행하지 않고, 입력을 스루로 출력한다. 예를 들면 버퍼(13A1, 13B1), 버퍼(13A3, 13B3)가, 스위치와 플립플롭으로 이루어지고, 클럭 신호 등에 의해, 스루 상태와 홀드 상태로 제어하는 래치(D형 래치)를 포함하는 경우, 스위치를, 온 고정으로 하고, 입력을 항상 스루로 출력한다. 해당 버퍼를 파이프라인ㆍ레지스터로서 기능시키는 경우에는, 예를 들면 스위치를 온ㆍ오프시켜, 사이클 단위로 입력을 취득하여 유지한다.When the burst length is set from 8 to 4 (BL0-3), the pipeline control by the buffers 13A1 and 13B1 between the active regions 10-1 and 10-2, and the active regions 10-3 and By making the pipeline control by the buffers 13A3 and 13B3 between 10-4) invalid (pipeline deactivated) (pipeline idle), the same operation as in the first embodiment is performed. When the pipeline pipeline control of the buffer is invalid, that is, the pipeline register function is invalid, the buffers 13A1 and 13B1 and 13A3 and 13B3 output the input through the latch operation. For example, in the case where the buffers 13A1 and 13B1 and the buffers 13A3 and 13B3 comprise a switch and a flip-flop and include a latch (D-type latch) for controlling the through state and the hold state by a clock signal or the like, With the switch on, the input is always output through. In the case where the buffer functions as a pipeline register, for example, the switch is turned on and off to acquire and hold the input in units of cycles.

또한, 데이터 단자수=36, 버스트 길이=2(BL0, BL1)의 경우, 버퍼(13A1, 13B1), 버퍼(13A3, 13B3)에 의한 파이프라인 제어를 무효로 함과 함께, 액티브 영역(10-2, 10-3)의 사이의 버퍼(13A2, 13B2)에 의한, 파이프라인 제어를 무효로 하는 구성으로 한다.In the case of the number of data terminals = 36 and the burst length = 2 (BL0, BL1), the pipelined control by the buffers 13A1, 13B1 and 13A3, 13B3 is invalidated and the active region 10- It is set as the structure which invalidates pipeline control by the buffers 13A2 and 13B2 between 2 and 10-3.

실시 형태 3에서는, 액세스 버스의 근원(近遠)에서, 레이턴시 θ와, CMD to CMD 기간 β를 가변으로 하는 사양이 가능하게 된다. 액티브 영역을 ×36×2비트=72 IO분으로 한 경우, 버스트 길이=8(BL0-7)의 메모리 어레이[버퍼(13A1-A3, 13B1-B3)가 활성화]를, 버스트 길이=2(BL0-1)로 절환한 경우[버퍼(13A2, 13B2)만 활성화, 버퍼(13A1, A3, 13B1, B3)는 비활성화], 액세스하는 액티브 영역(10-1, 10-2, 10-3, 10-4)은, 선택 어드레스에 의해, 어느 하나로 충분하다. 액세스하는 액티브 영역(10-1, 10-2, 10-3, 10-4)에서 CMD to CMD 기간의 β를 가변으로 한다.In Embodiment 3, the specification which makes the latency (theta) and CMD to CMD period (beta) variable at the root of an access bus becomes possible. When the active area is set to x36 x 2 bits = 72 IOs, the memory array (buffers 13A1-A3 and 13B1-B3 are activated) with a burst length of 8 (BL0-7) and a burst length of 2 (BL0). -1) (only buffers 13A2 and 13B2 are active, buffers 13A1, A3, 13B1 and B3 are inactive), and the active regions 10-1, 10-2, 10-3 and 10- to access. 4) is sufficient depending on the selection address. Β in the CMD to CMD period is made variable in the active regions 10-1, 10-2, 10-3, and 10-4 to be accessed.

도 25는, 실시 형태 3에서, READ 동작의 버스트 길이의 절환을 설명하는 타이밍차트이다.25 is a timing chart for explaining the switching of the burst length of the READ operation in the third embodiment.

실시 형태 3에서는, 버스트 길이=8을 버스트 길이=2로 절환한다. 이 경우, 액세스하는 액티브 영역(10-1, 10-2, 10-3, 10-4)에서 CMD to CMD 기간의 β가 가변된다. 도 25의 (A)를 참조하면, 액세스 영역(10-1)으로부터 BL0, BL1을 READ하는 경우, 4사이클의 10-1 제어 지연, 10-1 선택 시간=2사이클, 10-1 출력 지연=4사이클로 되어, 레이턴시 θ=10이다. CMD to CMD 기간 β=10이다. 도 25의 (B)를 참조하면, 액세스 영역(10-2)으로부터 BL2, BL3을 READ하는 경우, 3사이클의 10-2 제어 지연, 10-2 선택 시간=2사이클, 10-3 출력 지연=3사이클로 된다. 레이턴시 θ=8이다. CMD to CMD 기간 β=8이다. 도 25의 (C)을 참조하면, 액세스 영역(10-3)으로부터 BL4, BL5를 READ하는 경우, 2사이클의 10-2 제어 지연, 10-2 선택 시간=2사이클, 10-2 출력 지연=2사이클로 된다. 레이턴시 θ=6이다. CMD to CMD 기간 β=6이다. 도 25의 (D)를 참조하면, 액세스 영역(10-4)으로부터 BL6, BL7을 READ하는 경우, 1사이클의 10-4 제어 지연, 10-4 선택 시간=2사이클, 10-4 출력 지연=2사이클로 된다. 레이턴시 θ=4이다. CMD to CMD 기간 β=4이다. 액티브 영역(10-1, 10-2, 10-3, 10-4)에서 CMD to CMD 기간 β, 레이턴시 θ가 가변된다.In Embodiment 3, burst length = 8 is switched to burst length = 2. In this case,? In the CMD to CMD period is varied in the active regions 10-1, 10-2, 10-3, and 10-4 to access. Referring to FIG. 25A, in the case of reading BL0 and BL1 from the access area 10-1, four cycles of 10-1 control delay, 10-1 selection time = 2 cycles, and 10-1 output delay = It becomes four cycles and latency (theta) = 10. CMD to CMD period β = 10. Referring to FIG. 25B, in the case of reading BL2 and BL3 from the access area 10-2, three cycles of 10-2 control delays, 10-2 selection time = 2 cycles, and 10-3 output delays = 3 cycles. Latency θ = 8. CMD to CMD period β = 8. Referring to FIG. 25C, when BL4 and BL5 are read from the access area 10-3, two cycles of 10-2 control delays, 10-2 selection time = 2 cycles, and 10-2 output delays = It becomes two cycles. Latency θ = 6. CMD to CMD period β = 6. Referring to FIG. 25D, when BL6 and BL7 are read from the access area 10-4, one cycle of 10-4 control delay, 10-4 selection time = 2 cycles, and 10-4 output delays = It becomes two cycles. Latency θ = 4. CMD to CMD period β = 4. In the active regions 10-1, 10-2, 10-3, and 10-4, the CMD to CMD period β and the latency θ vary.

<실시 형태 4>&Lt; Fourth Embodiment >

메모리 어레이 기본 단위(11)에서 서브ㆍ컨트롤러(12)를 구비하고 있기 때문에, 액티브 영역을 각각 서브뱅크로서 구성하는 것도 가능하게 된다. 도 26은 본 발명의 실시 형태 4를 설명하는 도면이다. 도 26에서는, 1개의 뱅크(14)당, 4개의 서브뱅크(15)를 구비하고, 어드레스ㆍ커맨드 버스, 리드 라이트 버스(RWBS)에는, 파이프라인ㆍ레지스터로서 기능하는 3단의 버퍼(13A1, 13B1), 버퍼(13A2, 13B2), 버퍼(13A3, 13B3)를 구비하고 있다. 버스트 길이=8의 경우, 1개의 데이터 단자에는, 8개의 컬럼(BL0-7)에 대응하는 8비트의 데이터 BL0-BL7이 시리얼로 입출력되고, 36개의 데이터 단자에 대하여, 리드 라이트 버스는, 36×2개의 데이터선을 구비하고 있다. 버스트 길이=8에 대응하는 BL0-BL7 중, BL0/1은, 3개의 버퍼(13B)를 통하여 리드 라이트 버스를 전송되어, 액세스 영역(10-1)에 기입/판독이 행해지고, BL2/3은, 2개의 버퍼(13B)를 통하여 리드 라이트 버스를 전송되어, 액세스 영역(10-2)에 기입/판독이 행해지고, BL4/5는, 1개의 버퍼(13B)를 통하여 리드 라이트 버스를 전송되어, 액세스 영역(10-3)에 기입/판독이 행해지고, BL6/7은, 리드 라이트 버스를 전송되어, 액세스 영역(10-4)에 기입/판독이 행해진다.Since the sub-controller 12 is provided in the memory array basic unit 11, the active regions can be configured as subbanks, respectively. It is a figure explaining Embodiment 4 of this invention. In Fig. 26, four sub-banks 15 are provided per bank 14, and the three-stage buffer 13A1, which functions as a pipeline register in the address command bus and the read / write bus RWBS, is shown in FIG. 13B1), buffers 13A2 and 13B2, and buffers 13A3 and 13B3. In the case of burst length = 8, 8 bits of data BL0-BL7 corresponding to 8 columns BL0-7 are serially input and output to one data terminal, and the read write bus is 36 to 36 data terminals. 2 data lines are provided. Of BL0-BL7 corresponding to burst length = 8, BL0 / 1 transfers the read / write bus through three buffers 13B, and write / read in the access area 10-1, and BL2 / 3 The read / write bus is transmitted through the two buffers 13B, and the write / read is performed in the access area 10-2, and the BL4 / 5 transmits the read / write bus through the one buffer 13B. Writing / reading is performed in the access area 10-3, BL6 / 7 transmits a read / write bus, and writing / reading is performed in the access area 10-4.

버스트 길이=8용의 어레이를, 버스트 길이=2로 절환한 경우, 액티브 영역(10-1, 10-2, 10-3, 10-4)에서 CMD to CMD 기간을 β-1, β-2, β-3, β-4로 가변으로 한 사양이 가능하다. 또한, 뱅크(14)를 서브뱅크(15)로 분할하여 제어한다. 뱅크(14) 내의 복수의 액티브 영역(10-1?10-4)에 대하여, 서브뱅크의 제어에 의해, 복수의 액티브 영역에 액세스하는 것이 가능하게 된다. 이 경우, 어드레스ㆍ커맨드 버스(제어 신호선)의 전송 경로, 리드 라이트 버스(RWBS)의 전송 경로에서, 경우에 따라서, 신호의 충돌(크래시)이 발생하는 타이밍이 생긴다. 신호의 충돌(크래시)이 발생하는 타이밍을, 커맨드 입력에 관한 금지 입력으로서 정의한다. 뱅크(14) 내의 복수의 액티브 영역(10-1?10-4)에 대한 액세스를 행할 때에, 금지 입력으로 되는 커맨드 입력은 행하지 않는 것이, 오동작 회피의 전제로 된다.When the array for burst length = 8 is switched to burst length = 2, the CMD to CMD periods in the active regions 10-1, 10-2, 10-3, and 10-4 are β-1 and β-2. , beta-3, beta-4 can be specified. In addition, the bank 14 is divided into sub-banks 15 to be controlled. The plurality of active regions 10-1 to 10-4 in the bank 14 can be accessed by controlling the sub-banks. In this case, the timing at which a signal collision (crash) occurs in some cases occurs in the transfer path of the address / command bus (control signal line) and the transfer path of the read / write bus RWBS. The timing at which a signal collision (crash) occurs is defined as a prohibition input for command input. When performing access to the plurality of active regions 10-1 to 10-4 in the bank 14, it is a premise that a command input serving as a prohibited input is not performed.

도 27은 커맨드 금지 입력의 예를 도시하는 도면으로, 상이한 서브뱅크끼리의 서브뱅크 to 서브뱅크의 커맨드(CMD) 금지 룰을 설명하는 도면이다. 복수의 뱅크 구성의 메모리 어레이에서 상이한 서브뱅크의 액세스 영역에의 액세스를 동시에 행하는 것이 가능하다. 도 27의 (A)에서는, 동일 서브뱅크의 커맨드 간격(READ 커맨드의 간격)은 β-1에 대하여, 도 27의 (B)?(D)에서는, 동일 서브뱅크의 커맨드 간격은 β-2, β-3, β-4이지만(모두, 버스트 길이=2), 상이한 서브뱅크간에서 출력 지연이 서로 겹치기 때문에, 해당 서브뱅크간의 커맨드 입력은 금지된다.FIG. 27 is a diagram illustrating an example of a command inhibit input, and illustrates a command (CMD) inhibit rule of subbank to subbank between different subbanks. It is possible to simultaneously access the access regions of different subbanks in a memory array of a plurality of bank configurations. In FIG. 27A, the command interval (READ command interval) of the same subbank is β-1, and in FIG. 27B (D), the command interval of the same subbank is β-2, Although β-3 and β-4 (both burst length = 2), since output delays overlap between different subbanks, command input between the corresponding subbanks is prohibited.

도 28은 공통 IO선(Common IO : CIO)에 의한 READ, WRITE 동작의 타이밍차트를 도시하고 있다. 도 28의 (A)는, READ to WRITE(READ 커맨드에 연속하여 WRITE 커맨드가 입력됨)의 경우, READ에 의한 IO선(리드 라이트 버스)의 점유가 발생하기 때문에, γ의 연장이 그대로, CMD to CMD 기간 β의 연장으로 되는 것을 나타내고 있다. 후술하는 바와 같이, 리드 라이트 버스(RWBS)를 커먼 IO로부터 IO 각각으로 하는 분리 IO(Separate IO : SIO)로 하면, β=α로 된다.Fig. 28 shows a timing chart of READ and WRITE operations by a common IO line (Common IO: CIO). In Fig. 28A, in the case of READ to WRITE (the WRITE command is input in succession to the READ command), the occupancy of the IO line (lead write bus) by READ occurs, so that the extension of γ remains unchanged. to CMD period β is shown. As will be described later, when the read write bus RWBS is separated IO (Separate IO: SIO) in which each of the common IOs is IOs, β = α.

도 28의 (B)에 도시한 바와 같이, READ to READ(READ 커맨드의 연속력)에서는, β=α=2사이클, 도 28의 (C)에 도시한 바와 같이, WRITE to WRITE(WRITE 커맨드의 연속 입력)에서는, β=α=2사이클이다. WRITE to READ(WRITE 커맨드에 이어서 READ 커맨드 입력), REF to ※(WRITE/READ/REF)(리프레시 커맨드에 이어서 WRITE/READ/REF 커맨드 입력), ※ to REF(WRITE/READ/REF 커맨드에 이어서 리프레시 커맨드 입력)에 대해서도, β=α로 된다.As shown in Fig. 28B, in READ to READ (continuous force of READ command), β = α = 2 cycles, and as shown in Fig. 28C, the WRITE to WRITE (WRITE command) Continuous input), β = α = 2 cycles. WRITE to READ (WRITE command followed by READ command), REF to * (WRITE / READ / REF) (Refresh command followed by WRITE / READ / REF command), * to REF (WRITE / READ / REF command followed by refresh) Command input) is also β = α.

<실시 형태 5>&Lt; Embodiment 5 >

도 29는 본 발명의 실시 형태 5의 구성을 도시하는 도면이다. 리드 라이트 버스(RWBS)를 분리 IO(Separate IO : SIO)로 하고, WRITE와 READ에서 데이터선을 분리하고 있다. 즉, WRITE 전용 버스(WBS)(16), READ 전용 버스(RBS)(17)를 구비하고, 각각 액티브 영역간에 버퍼(13)를 구비하고 있다. WRITE 전용 버스(WBS)(16)는 데이터 제어 회로(7)로부터 메모리 어레이의 액티브 영역에의 기입 데이터가 파이프라인 제어로 전송된다. READ 전용 버스(RBS)(17)는, 액티브 영역(10)으로부터의 판독 데이터를 파이프라인 제어로 데이터 제어 회로(7)에 전송한다.29 is a diagram showing the configuration of Embodiment 5 of the present invention. The read write bus RWBS is set to separate IO (SIO), and data lines are separated from WRITE and READ. That is, a WRITE dedicated bus (WBS) 16 and a READ dedicated bus (RBS) 17 are provided, and a buffer 13 is provided between the active regions, respectively. In the WRITE dedicated bus (WBS) 16, write data from the data control circuit 7 to the active area of the memory array is transferred to the pipeline control. The read only bus (RBS) 17 transfers the read data from the active area 10 to the data control circuit 7 by pipeline control.

버스트 길이=8의 경우, 1개의 데이터 단자에는, 8개의 컬럼(BL0-7)에 대응하는 8비트의 데이터 BL0-BL7이 시리얼로 입출력된다. 36개의 데이터 단자에 대하여, WRITE 전용 버스(16)의 데이터선의 개수는 36×2개=72개, READ 전용 버스(RBS)(17)의 데이터선의 개수는 36×2개=72개로 된다.In the case of the burst length = 8, one bit data terminal is serially input and output with 8-bit data BL0-BL7 corresponding to eight columns BL0-7. For the 36 data terminals, the number of data lines of the WRITE dedicated bus 16 is 36 x 2 = 72, and the number of data lines of the READ dedicated bus (RBS) 17 is 36 x 2 = 72.

버스트 길이=8에 대응하는 BL0-BL7 중, BL0/1은, 데이터 제어 회로(7)로부터, 3개의 버퍼(13B)를 통하여 WRITE 전용 버스(WBS)(16)를 전송되어, 액세스 영역(10-1)에 기입되고, BL2/3은, 데이터 제어 회로(7)로부터, 2개의 버퍼(13B)를 통하여 WRITE 전용 버스(WBS)(16)를 전송되어, 액세스 영역(10-2)에 기입되고, BL4/5는, 데이터 제어 회로(7)로부터, 1개의 버퍼(13B)를 통하여 WRITE 전용 버스(WBS)(16)를 전송되어, 액세스 영역(10-3)에 기입되고, BL6/7은, 데이터 제어 회로(7)로부터 WRITE 전용 버스(WBS)(16)를 전송되어[버퍼(13B)]의 앞에는 전송되지 않음), 액세스 영역(10-4)에 기입된다.Of BL0-BL7 corresponding to burst length = 8, BL0 / 1 transfers the WRITE-dedicated bus (WBS) 16 from the data control circuit 7 via three buffers 13B, and access area 10 -1), BL2 / 3 transfers the WRITE dedicated bus (WBS) 16 from the data control circuit 7 via the two buffers 13B and writes to the access area 10-2. The BL4 / 5 is transferred from the data control circuit 7 to the WRITE dedicated bus (WBS) 16 via one buffer 13B, and written into the access area 10-3, and BL6 / 7. The WRITE dedicated bus (WBS) 16 is transferred from the data control circuit 7 (not transferred before the buffer 13B), and is written to the access area 10-4.

액세스 영역(10-4)으로부터 판독된 데이터 BL6/7은 READ 전용 버스(RBS)(17)로부터 데이터 제어 회로(7)에 1사이클 이내에 도착한다. 액세스 영역(10-3)으로부터 판독된 데이터 BL4/5는, 1개의 버퍼(13B)를 통하여 READ 전용 버스(RBS)(17)를 전송되어, 2사이클 이내에 데이터 제어 회로(7)에 도착한다. 액세스 영역(10-2)으로부터 판독된 데이터 BL2/3은, 2개의 버퍼(13B)를 통하여 READ 전용 버스(RBS)(17)를 전송되어, 3사이클 이내에 데이터 제어 회로(7)에 도착한다. 액세스 영역(10-1)으로부터 판독된 데이터 BL0/1은, 3개의 버퍼(13B)를 통하여 READ 전용 버스(RBS)(17)를 전송되어, 4사이클 이내에 데이터 제어 회로(7)에 도착한다.The data BL6 / 7 read out from the access area 10-4 arrives within one cycle from the READ-dedicated bus (RBS) 17 to the data control circuit 7. The data BL4 / 5 read out from the access area 10-3 is transferred to the READ-dedicated bus (RBS) 17 via one buffer 13B and arrives at the data control circuit 7 within two cycles. The data BL2 / 3 read out from the access area 10-2 is transferred to the data control circuit 7 within three cycles by transferring the READ dedicated bus (RBS) 17 through the two buffers 13B. The data BL0 / 1 read out from the access area 10-1 is transferred to the data control circuit 7 within 4 cycles by transferring the READ dedicated bus (RBS) 17 through the three buffers 13B.

도 30은 도 29의 실시 형태 5의 동작을 설명하는 타이밍차트이다. 도 30의 (A)는, READ to WRITE(READ 커맨드에 연속하여 WRITE 커맨드가 입력됨)의 타이밍차트이고, β는 α와 동일하게 되어 있다. 도 30의 (B), 도 30의 (C)는, 도 29의 (B), (C)와 마찬가지이고, READ to READ(READ 커맨드가 연속하여 입력됨)에서는, β=α=2사이클, WRITE to WRITE(WRITE 커맨드가 연속하여 입력됨)에서는, β=α=2사이클이다. WRITE to READ(WRITE 커맨드에 연속하여 READ 커맨드가 입력됨), REF to ※(WRITE/READ/REF), ※ to REF에 대해서도, β=α로 된다.30 is a timing chart illustrating the operation of the fifth embodiment of FIG. 29. FIG. 30A is a timing chart of READ to WRITE (where the WRITE command is input subsequent to the READ command), and β is equal to α. 30B and 30C are the same as in FIGS. 29B and 29C, and in READ to READ (the READ command is continuously input), β = α = 2 cycles, In WRITE to WRITE (the WRITE command is input continuously), β = α = 2 cycles. Β = α is also applied to WRITE to READ (the READ command is input in succession to the WRITE command), REF to * (WRITE / READ / REF), and to to REF.

<실시 형태 6>&Lt; Embodiment 6 >

다음으로 본 발명의 실시 형태 6을 설명한다. 도 32는 어드레스 할당의 예이다. 메모리 어레이의 기본 단위(11)를 X 어드레스의 X11과 X12에서 선택하는 예를 나타내고 있다. 버스트 길이=8이고, 리드 라이트 버스(RWBS)는 1개의 데이터 단자에 대하여 8개 있고, 36개의 데이터 단자에 대하여, 288개의 IO선에 대응하는 액티브 영역(10-1)이 선택된다. (X11, X12)=(0, 0)에서 메모리 어레이 기본 단위(111), (X11, X12)=(1, 0)에서 메모리 어레이 기본 단위(112), (X11, X12)=(0, 1)에서 메모리 어레이 기본 단위(113), (X11, X12)=(1, 1)에서 메모리 어레이 기본 단위(114)가 선택되고, 메모리 어레이 기본 단위(11) 내의 로우(워드선)는 X0-X10의 11비트로 선택된다.Next, Embodiment 6 of the present invention will be described. 32 is an example of address allocation. An example of selecting the basic unit 11 of the memory array from X11 and X12 of the X address is shown. The burst length = 8, and eight read / write buses RWBS are provided for one data terminal, and active regions 10-1 corresponding to 288 IO lines are selected for 36 data terminals. Memory array base unit (11 1 ) at (X11, X12) = (0, 0), memory array base unit (11 2 ), (X11, X12) = (0 at (X11, X12) = (1, 0) , The memory array basic unit 11 3 is selected in (1), and the memory array basic unit 1 1 4 is selected in (X11, X12) = (1, 1), and the row (word line) in the memory array basic unit 11 is selected. Is selected with 11 bits of X0-X10.

도 33은 실시 형태 6에서, 제어선(어드레스ㆍ커맨드 버스), IO선(리드 라이트 버스)에 대하여, 패러랠로 액티브 영역을 선택하고 있는 예이다. 도 32의 X11, X12는, 무효(don't(donot) care)로 되어, 컬럼 디코더(COL DECODER)측에서, X 어드레스의 X11, X12의 2비트에 의해, 액티브 영역을 선택하고 있다. 1개의 데이터 단자에 대응하여 입출력되는 버스트 길이=8에 대응하는 컬럼 BL0-7의 데이터 중, (X11, X12)=(0, 0)에서 BL0/1, (X11, X12)=(1, 0)에서 BL2/3, (X11, X12)=(0, 1)에서 BL4/5, (X11, X12)=(1, 1)에서 BL6/7이 선택되고, X0-X10에서 각 메모리 어레이 기본 단위 내의 로우가 선택된다. 로우 디코더(ROW DECODER), 컬럼 디코더(COLUMN DECODER)를, 로우 디코더(ROW DECODER)는, 도면의 좌측의 4개의 XDEC를 1개로 통합하여 나타낸 것이다. 로우와 컬럼에서 절환하는 프리 디코더(18)를 구비하고 있다. 또한, 도 33에서, 프리 디코더(18)는, 제품 제조 시의 설정이나 테스트 모드에서 절환한다. 컬럼 디코더(COL DECODER)측이 X 어드레스의 X11, X12에서 액티브 영역을 선택할 때는, 로우 디코더(ROW DECODER)에서는, X11, X12를 디코드하지 않는다.33 shows an example in which the active region is selected in parallel with respect to the control line (address command bus) and the IO line (lead write bus) in the sixth embodiment. X11 and X12 in Fig. 32 become don't (donot) care, and the active area is selected by two bits of X11 and X12 of the X address on the column decoder (COL DECODER) side. Among the data of column BL0-7 corresponding to burst length = 8 input / output corresponding to one data terminal, BL0 / 1, (X11, X12) = (1, 0) at (X11, X12) = (0, 0). ) BL2 / 3, (X11, X12) = (0, 1) at BL4 / 5, (X11, X12) = (1, 1) at BL6 / 7, and each memory array base unit at X0-X10. Rows in are selected. The row decoder ROW DECODER and the column decoder COLUMN DECODER and the row decoder ROW DECODER collectively represent four XDECs on the left side of the figure. A predecoder 18 for switching between rows and columns is provided. In addition, in FIG. 33, the predecoder 18 switches in the setting and test mode at the time of product manufacture. When the column decoder COL DECODER selects an active area from X11 and X12 of the X address, the row decoder ROW DECODER does not decode X11 and X12.

도 34는 본 실시 형태의 변형예를 도시하는 도면이다. X 어드레스의 X11은 로우 디코더(ROW DECODER)에서 디코드하고[로우 디코더에서는, X12는 무효(don'tcare)], X12를 컬럼 디코더에서 디코드하고 있다. X 어드레스의 X12는 컬럼 디코더(COL DECODER)에서 디코드하고[컬럼 디코더에서는, X11은 무효(don'tcare)], 1개의 데이터 단자에 대응하여 입출력되는 버스트 길이=8에 대응하는 컬럼 BL0-7의 데이터 중, X12=0일 때, BL0/1, BL2/3이 선택되고, X12=1일 때, BL4/5, BL6/7이 선택된다. 1개의 데이터 단자에 대하여 리드 라이트 버스(RWBS)는 4개의 데이터선(IO선)을 갖고, 36개의 데이터선에 대하여 144개의 데이터선(IO선)을 포함한다. 로우 디코더(ROW DECODER)에서는, X11=0일 때, 메모리 어레이 기본 단위(111, 113)를 선택하고, X11=1일 때, 메모리 어레이 기본 단위(112, 114)를 선택하고, 어드레스 X0?X10에서 메모리 어레이 기본 단위 내의 로우를 선택한다. (X11, X12)=(0, 0)에서는, 메모리 어레이 기본 단위(111)의 BL0-BL3, (X11, X12)=(1, 0)에서는, 메모리 어레이 기본 단위(112)의 BL0-BL3, (X11, X12)=(0, 1)에서는, 메모리 어레이 기본 단위(113)의 BL4-BL7, (X11, X12)=(1, 1)에서는, 메모리 어레이 기본 단위(112)의 BL4-BL7이 선택된다. X0-X10에서 각 메모리 어레이 기본 단위 내의 로우가 선택된다. 액티브 영역의 선택을 위해서, 로우와 컬럼에서 어드레스를 절환하는 프리 디코더(18)를 갖고 있다. 절환은, 반도체 메모리의 동작 사양(제품 출하 시 고정)이어도 되고, 테스트 모드에 의한 절환이어도 된다.34 is a diagram illustrating a modification of the present embodiment. X11 of the X address is decoded by the row decoder (ROW DECODER) (X12 is don'tcare in the row decoder), and X12 is decoded by the column decoder. X12 of the X address is decoded by the column decoder COL DECODER (in the column decoder, X11 is don'tcare), and the column BL0-7 corresponding to the burst length = 8 input / output corresponding to one data terminal is decoded. Among the data, when X12 = 0, BL0 / 1 and BL2 / 3 are selected, and when X12 = 1, BL4 / 5 and BL6 / 7 are selected. The read write bus RWBS has four data lines (IO lines) for one data terminal, and 144 data lines (IO lines) for 36 data lines. In the row decoder ROW DECODER, when X11 = 0, the memory array basic units 11 1 and 11 3 are selected, when X11 = 1, the memory array basic units 11 2 and 11 4 are selected. Select rows in memory array basic units at addresses X0 through X10. At (X11, X12) = (0, 0), BL0-BL3 of the memory array basic unit 11 1 , and at (X11, X12) = (1, 0), BL0- of the memory array basic unit (11 2 ). BL3, (X11, X12) = (0, 1) in the, in the memory array of the basic unit (11 3) BL4-BL7, (X11, X12) = (1, 1), the memory array base unit (11 2) BL4-BL7 is selected. At X0-X10, a row in each memory array base unit is selected. In order to select an active region, a predecoder 18 for switching addresses in rows and columns is provided. The switching may be an operating specification of the semiconductor memory (fixed at the time of shipment of the product) or may be a switching in the test mode.

상기와 같이, 실시 형태 1, 2를 골자로 하여 다양한 파생이 생긴다.As described above, various derivatives are generated by using Embodiments 1 and 2 as main points.

메모리 셀에의 액세스 레이턴시를 파이프라인화함으로써, 레이턴시는 연장되지만 사이클을 삭감하면서 메모리 어레이 내의 IO선의 리소스를 효율적으로 활용할 수 있는 어레이 구성을 제공한다. 이것에 의해, α, β를 개선 또는 유지하면서, θ, γ에 대하여 트레이드오프의 관계를 이용함으로써 저소비 전력화가 가능하게 되고, 또한 메모리 어레이의 액티브 영역의 분할에 따른 IO선 리소스의 활용이 가능하게 되었다.Pipelining the access latency to the memory cells provides an array configuration that can extend the latency but efficiently utilize the resources of the IO lines in the memory array while reducing cycles. This makes it possible to reduce power consumption by utilizing the trade-off relationship with respect to θ and γ while improving or maintaining α and β, and also to utilize IO line resources in accordance with the division of the active area of the memory array. It became.

관련 기술에서는, 액세스 버스의 원근(遠近)에 의한 액세스 시간을 논하였지만, 본 발명에 따르면, 파워를 삭감함과 동시에, ROW 사이클을 개선하기 위해서, 메모리 셀 어레이 내의 IO선에 주목하여, 메모리 어레이의 기본 단위를 분할하고, 파이프라인ㆍ레지스터와, 그들을 제어하는 서브ㆍ컨트롤러를 배치하는 메모리 셀 어레이 구성을 제공하여, 파워와 지연에 관한 트레이드오프의 관계를 이용한 동작을 가능하게 하고 있다.In the related art, although the access time due to the perspective of the access bus has been discussed, according to the present invention, in order to reduce power and improve ROW cycles, attention is paid to the IO line in the memory cell array, A memory cell array configuration is provided in which the basic units of the subdivision are divided and a pipeline register and a sub-controller for controlling them are provided to enable operation using a tradeoff relationship between power and delay.

특히, 액티브 영역을 분할하여 복수 활성화함으로써, 제어 회로(6, 7)로부터 보아 먼 메모리 셀에 액세스하는 경우, 또는 가까운 메모리 셀에 액세스하는 경우와 같은 IO선에 의한 데이터 전송 거리가 원근으로 다른 액세스 패턴을 구별하여, 데이터 전송의 제어를 행하는 것이 가능하게 되었다.In particular, by dividing and activating a plurality of active areas, data transfer distances by the IO line, such as when accessing a distant memory cell from the control circuits 6 and 7, or when accessing a near memory cell, are different in perspective. By distinguishing the patterns, it becomes possible to control data transfer.

메모리 셀 어레이의 고속화는, 종래, WORD선의 길이나, BIT선의 길이를 짧게 하고, 메모리 셀의 기본 단위를 세분화함으로써 고속화해 왔다. 이에 의해, ROW 사이클 α의 단축에 의한 고속화는 진행되었지만, 한편 메모리 셀 어레이를 제어하는 제어 회로의 신호나 IO선의 지연을 무시할 수 없게 되었다. 이 제어선이나 IO선에 주목하여, 제어선이나 IO선의 세분화를 진행시키는 어레이 구성에 의해, 제어 신호의 지연 시간이나 IO선 신호의 지연 시간과 파워의 트레이드오프의 관계를 이용함으로써, ROW 사이클을 유지 또는 삭감하면서, 소비 전력 파워를 삭감하고, 동시에 IO선 리소스의 유효 활용을 가능하게 하는 메모리 셀 어레이 구성을 실현할 수 있었다.Background Art [0002] The speed of memory cell arrays has been speeded up by shortening the length of the WORD line and the length of the BIT line and subdividing the basic units of the memory cells. As a result, the speed has increased due to the shortening of the ROW cycle α, but the signal of the control circuit and the IO line delay controlling the memory cell array cannot be ignored. By paying attention to the control line and the IO line, the array structure which advances the segmentation of the control line and the IO line makes use of the relationship between the delay time of the control signal, the delay time of the IO line signal, and the trade-off of power. While maintaining or reducing, it was possible to realize a memory cell array configuration capable of reducing power consumption and enabling effective utilization of IO line resources.

또한, 상기의 특허 문헌의 각 개시를, 본서에 인용으로써 포함하는 것으로 한다. 본 발명의 전체 개시(청구의 범위를 포함함)의 틀 내에서, 또한 그 기본적 기술 사상에 기초하여, 실시 형태의 변경ㆍ조정이 가능하다. 또한, 본 발명의 청구의 범위의 틀 내에서 다양한 개시 요소의 다양한 조합 또는 선택이 가능하다. 즉, 본 발명은, 청구의 범위를 포함하는 전체 개시, 기술적 사상에 따라서 당업자이면 이룰 수 있을 것인 각종 변형, 수정을 포함하는 것은 물론이다.In addition, each indication of said patent document shall be included in this book as a reference. Modifications and adjustments of the embodiments are possible within the framework of the entire disclosure (including the scope of the claims) of the present invention and based on the basic technical idea. In addition, various combinations or selections of the various disclosure elements are possible within the framework of the claims of the present invention. That is, the present invention, of course, includes various modifications and modifications that can be made by those skilled in the art according to the entire disclosure and technical spirit including the claims.

1 : 메모리 셀 어레이(Memory Cell)
2 : ROW 디코더(XDEC)
3 : COL 디코더(YDEC, COL DECORDER)
4 : 센스 앰프, Y 스위치
5 : 데이터 앰프/라이트 앰프
6 : 제어 회로(어드레스, 커맨드, 타이밍ㆍ컨트롤러)
7 : 제어 회로(Data I/O)
8 : DRAM 코어에의 입력(Internal CK Address, CMD : 내부 클럭, 어드레스, 커맨드)
9 : DRAM 코어에의 데이터 입력(Internal Data Bus)
10, 10-1, 10-2, 10-3, 10-4 : 액티브 영역
11 : 메모리 어레이 기본 단위(메모리 매크로)
12 : 서브ㆍ컨트롤러
13, 13A, 13B, 13C : 버퍼
14 : 뱅크
15 : 서브뱅크
16 : WRITE 전용 버스
17 : READ 전용 버스
18 : 프리 디코더
1: Memory Cell Array
2: ROW decoder (XDEC)
3: COL decoder (YDEC, COL DECORDER)
4: sense amplifier, Y switch
5: data amplifier / light amplifier
6: Control circuit (address, command, timing controller)
7: Control circuit (Data I / O)
8: Input to DRAM core (Internal CK Address, CMD: Internal Clock, Address, Command)
9: Data input to the DRAM core (Internal Data Bus)
10, 10-1, 10-2, 10-3, 10-4: active area
11: Memory array basic unit (memory macro)
12: Sub controller
13, 13A, 13B, 13C: Buffer
14: Bank
15: Subbank
16: WRITE dedicated bus
17: READ Dedicated Bus
18: pre decoder

Claims (18)

기입 및 판독 가능한 메모리 셀을 복수 구비한 메모리 어레이가 복수의 기본 단위로 이루어지고,
복수의 상기 기본 단위에 대하여 공통으로 설치되며, 어드레스 신호/제어 신호의 전송이 행해지는 제1 버스와,
복수의 상기 기본 단위에 대하여 공통으로 설치되며, 기입 데이터와 판독 데이터의 전송이 행해지는 제2 버스
를 구비하고,
상기 제1 버스는, 파이프라인ㆍ레지스터로서 기능하는 적어도 1개의 제1 버퍼 회로를 구비하고,
상기 제2 버스는, 파이프라인ㆍ레지스터로서 기능하는 적어도 1개의 제2 버퍼 회로를 구비하고,
상기 제1 버스의 일단으로부터, 어드레스/제어 신호를, 상기 일단에 대하여 원단측의 기본 단위로부터, 상기 일단에 대하여 근단측의 기본 단위로의 순으로, 순차적으로, 송출하는 제1 제어 회로와,
기입 시에, 상기 제2 버스 상의 일단으로부터, 데이터 신호를, 상기 일단에 대하여 원단측의 기본 단위로부터, 상기 일단에 대하여 근단측의 기본 단위로의 순으로, 순차적으로, 송출하는 제2 제어 회로
를 구비하고,
상기 제2 버스로부터 복수의 상기 기본 단위의 각각에 전송된 기입 데이터는, 복수의 상기 기본 단위의 각각에 기입되고,
판독 시에, 복수의 상기 기본 단위의 각각으로부터의 판독 데이터는, 상기 제2 버스를 통하여, 상기 근단측의 기본 단위로부터 상기 원단측의 기본 단위의 순으로 상기 제2 제어 회로에 도착하고, 상기 제2 제어 회로에서는, 상기 도착한 판독 데이터를 출력하는 반도체 장치.
A memory array including a plurality of writeable and readable memory cells is formed of a plurality of basic units,
A first bus which is provided to a plurality of said basic units in common, and to which an address signal / control signal is transmitted;
A second bus which is provided in common to a plurality of the basic units, and to which write data and read data are transferred;
And,
The first bus includes at least one first buffer circuit that functions as a pipeline register,
The second bus includes at least one second buffer circuit that functions as a pipeline register,
A first control circuit which sequentially transmits an address / control signal from the one end of the first bus, in the order from the base unit on the far-end side with respect to the one end, and the basic unit on the near-end side with respect to the one end;
A second control circuit which sequentially transmits data signals from one end on the second bus in order from the far end side basic unit to the one end to the near end side basic unit at the time of writing;
And,
Write data transmitted from the second bus to each of the plurality of basic units is written to each of the plurality of the basic units,
Upon reading, read data from each of the plurality of basic units arrives in the second control circuit in the order of the basic unit on the far-end side from the basic unit on the near-end side via the second bus. The second control circuit outputs the read data that has arrived.
제1항에 있어서,
상기 메모리 어레이가 제1 내지 제N 기본 단위로 이루어지고(단, N은 2 이상의 소정의 양의 정수),
상기 제1 버스는, (N-1)쌍의 인접하는 상기 기본 단위의 사이에 (N-1)개의 상기 제1 버퍼 회로를 구비하고,
상기 제2 버스는, 버스트 길이 M×N(단, M은 1 이상의 소정의 양의 정수)에 대응한 M×N 비트 데이터를 시리얼로 입출력하는 1개의 데이터 단자당, 패러랠한 M개의 데이터선을 갖고, (N-1)쌍의 인접하는 상기 기본 단위의 사이에 (N-1)개의 상기 제2 버퍼 회로를 구비하고,
상기 제1 제어 회로는, 상기 제1 내지 제N 기본 단위 중의 최원단의 기본 단위로의 어드레스/제어 신호로부터, 최근단의 기본 단위로의 어드레스/제어 신호의 순으로, 순차적으로, 상기 제1 버스에, 사이클마다 송출하고,
기입 시에, 상기 제2 제어 회로는, 상기 1개의 데이터 단자로부터 시리얼로 입력되는 M×N비트 데이터를, 상기 제1 내지 제N 기본 단위 중의 최원단의 기본 단위로의 데이터로부터, 최근단의 기본 단위로의 데이터의 순으로, M비트씩, 순차적으로, 패러랠로, 상기 제2 버스의 상기 M개의 데이터선에, 사이클마다 송출하고,
상기 제2 버스로부터 상기 제1 내지 제N 기본 단위의 각각에 전송된 M비트 데이터는, 상기 제1 내지 제N 기본 단위의 각각의 M개의 컬럼에 기입되고,
판독 시에, 상기 제1 내지 제N 기본 단위의 각각의 M개의 컬럼으로부터 판독된 M비트 데이터는 상기 제2 버스를 전송되어, 상기 최근단의 기본 단위로부터 판독된 M비트 데이터로부터, 상기 최원단의 기본 단위로부터 판독된 M비트 데이터의 순으로, 순차적으로, 상기 제2 제어 회로에 도착하고, 상기 제2 제어 회로는, 상기 데이터 단자로부터 M×N비트의 데이터를 시리얼로 출력하는 반도체 장치.
The method of claim 1,
The memory array is comprised of first to Nth basic units (where N is a predetermined positive integer of 2 or more),
The first bus includes (N-1) first buffer circuits between (N-1) pairs of adjacent basic units,
The second bus includes parallel M data lines per one data terminal for serially inputting and outputting M × N bit data corresponding to burst length M × N (where M is a predetermined positive integer of 1 or more). (N-1) second buffer circuits provided between adjacent (N-1) pairs of basic units,
The first control circuit sequentially orders the address / control signals from the first base unit to the most basic unit of the first to Nth basic units in the order of the address / control signals from the base unit to the most recent stage. I send it out to a bus every cycle,
At the time of writing, the second control circuit stores the MxN bit data serially inputted from the one data terminal from the data in the most basic terminal unit among the first to Nth basic units. In order of data in a basic unit, M bits are sequentially transmitted in parallel to the M data lines of the second bus in cycles,
M-bit data transmitted from the second bus to each of the first to Nth basic units is written in each M columns of the first to Nth basic units,
At the time of reading, M-bit data read out from each of M columns of the first to Nth basic units is transferred to the second bus so that the most-distant end from M-bit data read from the most recent basic unit. And sequentially arriving in the second control circuit, in the order of the M bit data read from the basic unit of the semiconductor device, wherein the second control circuit outputs M × N bits of data serially from the data terminal.
제1항에 있어서,
상기 제1 버스가, 복수쌍의 인접하는 상기 기본 단위의 각 쌍의 사이에, 상기 제1 버퍼 회로를 구비하고,
상기 제2 버스가, 복수쌍의 인접하는 상기 기본 단위의 각 쌍의 사이에, 상기 제2 버퍼 회로를 구비하고,
복수의 상기 제1 버퍼 회로와 복수의 상기 제2 버퍼 회로 중 적어도 1쌍의 상기 제1 버퍼 회로와 상기 제2 버퍼 회로가 파이프라인ㆍ레지스터로서 기능하고, 남은 상기 제1 버퍼 회로와 상기 제2 버퍼 회로의 파이프라인ㆍ레지스터 기능을 무효화하여, 상이한 복수의 버스트 길이에 대응 가능하게 한 반도체 장치.
The method of claim 1,
The first bus includes the first buffer circuit between each pair of plural pairs of adjacent basic units,
The second bus includes the second buffer circuit between each pair of adjacent pairs of the basic units,
At least one pair of the plurality of first buffer circuits and the plurality of second buffer circuits, the first buffer circuit and the second buffer circuit function as a pipeline register, and the remaining first buffer circuit and the second buffer A semiconductor device in which a pipeline register function of a buffer circuit is invalidated and made compatible with a plurality of different burst lengths.
제3항에 있어서,
상기 메모리 어레이가 제1 내지 제N 기본 단위로 이루어지고(단, N=2^K, K는 2 이상 정수, ^은 제곱 연산자),
상기 제1 버스는, (N-1)쌍의 인접하는 상기 기본 단위의 사이에 (N-1)개의 제1 버퍼 회로를 구비하고,
상기 제2 버스는, 버스트 길이에 대응한 개수 K의 비트 데이터를 시리얼로 입출력하는 1개의 데이터 단자당, M개(단, M은 2 이상의 소정의 양의 정수)의 데이터선을 갖고, (N-1)쌍의 인접하는 상기 기본 단위의 사이에 (N-1)개의 제2 버퍼 회로를 구비하고,
버스트 길이가 M×N일 때는, (N-1)개의 상기 제1 및 제2 버퍼 회로는 파이프라인ㆍ레지스터로서 기능하고,
버스트 길이가 M×(N/(2^L))(단, L은 1 이상 K 이하의 소정의 정수, ^은 제곱 연산)일 때는, 인접하는 2^(K-1)개의 기본 단위를 1개의 세트로 하여, 그 인접하는 세트간의 상기 제1 버퍼 회로 및 상기 제2 버퍼 회로가 파이프라인ㆍ레지스터로서 기능하고, 남은 제1 및 제2 버퍼 회로는, 파이프라인ㆍ레지스터 기능이 무효로 설정되는 반도체 장치.
The method of claim 3,
The memory array is composed of first to Nth basic units (where N = 2 ^ K, K is an integer greater than or equal to 2, ^ is a squared operator),
The first bus includes (N-1) first buffer circuits between adjacent (N-1) pairs of the basic units,
The second bus has M data lines (where M is a predetermined positive integer of 2 or more) per data terminal for serially inputting and outputting the number K of bit data corresponding to the burst length, and (N -(1) having (N-1) second buffer circuits between the pair of adjacent basic units,
When the burst length is M × N, the (N-1) first and second buffer circuits function as pipeline registers,
If the burst length is M × (N / (2 ^ L)) (where L is a predetermined integer equal to or greater than 1 and less than or equal to K, ^ is a squared operation), the adjacent 2 ^ (K-1) basic units are 1 The first buffer circuit and the second buffer circuit between the adjacent sets serve as pipeline registers, and the remaining first and second buffer circuits are set to invalidate pipeline register functions. Semiconductor device.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
복수의 상기 기본 단위의 각각에 대응하여 설치되며, 상기 제1 버스에 전송된 어드레스/제어 신호를 받아, 상기 기본 단위에 공급하는 복수의 제3 버퍼 회로를 구비한 반도체 장치.
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
And a plurality of third buffer circuits provided corresponding to each of the plurality of basic units and receiving the address / control signal transmitted to the first bus and supplying the first unit to the basic unit.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
기입, 판독 액세스에 대하여, 상기 제1 버스로의 어드레스/커맨드의 전송 사이클, 및, 기입 액세스에서 상기 제2 버스로의 기입 데이터의 전송 사이클로 이루어지는 제어 지연에 대응하는 제1 기간과,
상기 메모리 어레이의 상기 기본 단위에서, 선택된 메모리 셀에의 데이터의 기입, 또는, 선택된 메모리 셀로부터의 판독이 행해지는 선택 시간에 대응하는 제2 기간에 관하여,
상기 제1 기간이, 파이프라인 제어에 대응하여 복수 사이클로 이루어지고, 상기 제2 기간 이상의 길이를 갖는 반도체 장치.
The method according to any one of claims 1 to 5,
A first period corresponding to a control delay consisting of a transfer cycle of address / command to the first bus for write and read access, and a transfer cycle of write data from the write access to the second bus,
In the basic unit of the memory array, with respect to a second period corresponding to a selection time at which writing of data to a selected memory cell or reading from a selected memory cell is performed,
And the first period has a plurality of cycles corresponding to pipeline control, and has a length equal to or greater than the second period.
제6항에 있어서,
판독 액세스에서, 상기 선택 시간에 이어서 상기 각 기본 단위로부터 판독된 데이터가 상기 제2 버스를 전송되어, 상기 제2 제어 회로에 도착할 때까지의 출력 지연에 대응하는 제3 기간이, 상기 선택 시간에 대응하는 상기 제2 기간 이상의 길이를 갖는 반도체 장치.
The method according to claim 6,
In the read access, a third period corresponding to an output delay until the data read from the respective basic units is transmitted to the second bus and arrives at the second control circuit following the selection time is determined by the selection time. And a semiconductor device having a length equal to or greater than the second period.
제7항에 있어서,
상기 제1 기간과 상기 제3 기간이 모두 상기 제2 기간과 동일한 길이를 갖는 반도체 장치.
The method of claim 7, wherein
And the first period and the third period both have the same length as the second period.
제8항에 있어서,
연속하여 순차적으로 투입되는 복수의 커맨드에 대응하는 상기 제1 및 제2 기간, 또는, 상기 제1 내지 제3 기간이, 커맨드간에서의 파이프라인 제어의 단위로 되는 반도체 장치.
9. The method of claim 8,
The semiconductor device wherein the first and second periods or the first to third periods corresponding to a plurality of commands sequentially inserted in succession are units of pipeline control between commands.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기본 단위를 서브뱅크로 하고, 상기 복수의 상기 서브뱅크를 포함하는 뱅크를 구비하고, 상기 복수의 서브뱅크에 대하여 복수의 액세스가 행해지는 반도체 장치.
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
And a bank including the plurality of subbanks, wherein the plurality of accesses are made to the plurality of subbanks.
제1항에 있어서,
상기 제2 버스가,
상기 제2 제어 회로로부터 상기 복수의 기본 단위로의 기입 데이터를 전송하는 기입 전용 버스와,
상기 복수의 기본 단위로부터의 판독 데이터를 상기 제2 제어 회로로 전송하는 판독 전용 버스
를 구비하고,
상기 기입 전용 버스가, 적어도 1개의 상기 제2 버퍼 회로를 구비하고,
상기 판독 전용 버스가, 적어도 1개의 상기 제2 버퍼 회로를 구비한 반도체 장치.
The method of claim 1,
The second bus,
A write-only bus that transfers write data from the second control circuit to the plurality of basic units;
A read-only bus for transferring read data from the plurality of basic units to the second control circuit
And,
The write-only bus includes at least one second buffer circuit,
And the read-only bus includes at least one second buffer circuit.
제1항에 있어서,
상기 메모리 어레이가, 제1 내지 제N 기본 단위로 이루어지고(단, N=2^K, K는 2 이상의 소정의 양의 정수, ^은 제곱 연산자),
상기 기본 단위의 로우는 X 어드레스의 하위측의 제1 비트군에서 선택되고,
상기 제1 내지 제N 기본 단위 중의 하나는, 상기 제1 비트군보다 상위의 K비트로 이루어지는 제2 비트군에서 선택되는 반도체 장치.
The method of claim 1,
The memory array is composed of first to Nth basic units (where N = 2 ^ K, K is a predetermined positive integer of 2 or more, ^ is a squared operator),
The row of the basic unit is selected from the first bit group on the lower side of the X address,
One of the first to Nth basic units is selected from a second bit group including K bits higher than the first bit group.
제1항에 있어서,
상기 메모리 어레이가, 제1 내지 제N 기본 단위로 이루어지고(단, N=2^K, K는 2 이상 정수),
상기 기본 단위의 로우는 X 어드레스의 하위측의 제1 비트군에서 선택되고,
컬럼 디코더에서 상기 제1 비트군보다 상위의 K비트로 이루어지는 제2 비트군을 디코드하여 상기 제1 내지 제N 기본 단위의 액세스 영역을 선택하는 반도체 장치.
The method of claim 1,
The memory array is composed of first to Nth basic units (where N = 2 ^ K, K is an integer of 2 or more),
The row of the basic unit is selected from the first bit group on the lower side of the X address,
And deciding a second bit group including K bits higher than the first bit group by a column decoder to select an access region of the first to Nth basic units.
제1항에 있어서,
상기 메모리 어레이가, 제1 내지 제N 기본 단위로 이루어지고(단, N=2^K, K는 2 이상 정수),
상기 기본 단위의 로우는 X 어드레스의 하위측의 제1 비트군에서 선택되고,
로우 디코더와 컬럼 디코더에서 상기 제1 비트군보다 상위의 K비트 중의 일부의 비트와 다른 비트를 각각 디코드하여 상기 제1 내지 제N 기본 단위의 액세스 영역을 선택하는 반도체 장치.
The method of claim 1,
The memory array is composed of first to Nth basic units (where N = 2 ^ K, K is an integer of 2 or more),
The row of the basic unit is selected from the first bit group on the lower side of the X address,
The row decoder and the column decoder decode some bits and other bits of the K bits higher than the first bit group, respectively, to select access regions of the first to Nth basic units.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기본 단위는, 상기 제2 버스에 전송된 메모리 셀에의 기입 데이터를 받아서 증폭하는 제1 앰프와, 메모리 셀로부터의 판독 데이터를 증폭하여 상기 제2 버스에 출력하는 제2 앰프를 구비한 반도체 장치.
15. The method according to any one of claims 1 to 14,
The basic unit includes a semiconductor including a first amplifier for receiving and amplifying write data written to a memory cell transferred to the second bus, and a second amplifier for amplifying read data from the memory cell and outputting the read data to the second bus. Device.
제1항 또는 제5항에 있어서,
상기 제1 및 제2 버퍼 회로의 각 버퍼 회로는,
상기 제2 버스로부터의 기입 데이터를 받아, 기입 허가 제어 신호와 어드레스 공간 선택 논리에 의해, 상기 제2 버스의 후단측으로의 전달, 비전달을 제어하는 제1 3스테이트 버퍼와,
상기 제1 3스테이트 버퍼의 출력이 접속하는 상기 제1 버스의 상기 후단측으로부터의 판독 데이터를 받아, 판독 허가 제어 신호와 어드레스 공간 선택 논리에 의해, 상기 제1 버스의 전단측으로의 전달, 비전달을 제어하는 제2 3스테이트 버퍼와,
상기 제1 3스테이트 버퍼의 출력을 래치하는 래치 회로
를 구비한 반도체 장치.
6. The method according to claim 1 or 5,
Each buffer circuit of the first and second buffer circuits,
A first third state buffer which receives the write data from the second bus and controls transfer and non-delivery to a rear end side of the second bus by a write permission control signal and address space selection logic;
Receives read data from the rear end side of the first bus to which the output of the first third state buffer is connected, and transfers to the front end side of the first bus by a read permission control signal and address space selection logic, and delivers non-transfer. A second state buffer for controlling the second state;
Latch circuit for latching the output of the first three state buffer
A semiconductor device having a.
제5항 또는 제16항에 있어서,
상기 제3 버퍼 회로는, 상기 제1 버스로부터의 어드레스/제어 신호를 받아, 허가 제어 신호와 어드레스 공간 선택 논리에 의해, 상기 제1 버스의 후단측으로의 전달, 비전달을 제어하는 3스테이트 버퍼와,
상기 3스테이트 버퍼의 출력을 래치하는 래치 회로
를 구비한 반도체 장치.
The method according to claim 5 or 16,
The third buffer circuit includes a three-state buffer that receives the address / control signal from the first bus and controls transfer and non-delivery to the rear end side of the first bus by permission control signals and address space selection logic. ,
Latch circuit for latching the output of the three-state buffer
A semiconductor device having a.
제5항 또는 제17항에 있어서,
상기 제3 버퍼 회로와, 상기 기본 단위의 사이에, 상기 제3 버퍼 회로로부터 어드레스/제어 신호를 받아, 상기 기본 단위를 제어하는 서브ㆍ컨트롤러를 구비한 반도체 장치.
The method according to claim 5 or 17,
And a sub-controller that receives an address / control signal from the third buffer circuit and controls the basic unit between the third buffer circuit and the basic unit.
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