WO2014115245A1 - Semiconductor memory and semi conductor device - Google Patents

Semiconductor memory and semi conductor device Download PDF

Info

Publication number
WO2014115245A1
WO2014115245A1 PCT/JP2013/051203 JP2013051203W WO2014115245A1 WO 2014115245 A1 WO2014115245 A1 WO 2014115245A1 JP 2013051203 W JP2013051203 W JP 2013051203W WO 2014115245 A1 WO2014115245 A1 WO 2014115245A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
signal
mask
bit line
read
sram
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/051203
Other languages
French (fr)
Japanese (ja)
Inventor
健介 篠原
Original Assignee
富士通株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 富士通株式会社 filed Critical 富士通株式会社
Priority to PCT/JP2013/051203 priority Critical patent/WO2014115245A1/en
Publication of WO2014115245A1 publication Critical patent/WO2014115245A1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C7/00Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
    • G11C7/12Bit line control circuits, e.g. drivers, boosters, pull-up circuits, pull-down circuits, precharging circuits, equalising circuits, for bit lines
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/34Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices
    • G11C11/40Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors
    • G11C11/41Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors forming static cells with positive feedback, i.e. cells not needing refreshing or charge regeneration, e.g. bistable multivibrator or Schmitt trigger
    • G11C11/413Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing, timing or power reduction
    • G11C11/417Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing, timing or power reduction for memory cells of the field-effect type
    • G11C11/419Read-write [R-W] circuits
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C7/00Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
    • G11C7/18Bit line organisation; Bit line lay-out

Abstract

The present invention reduces the mounting area of a semiconductor memory used for applications which do not require a high-speed read operation, and moderates an increase in test cost. A semiconductor memory (1) is provided with a pluralit y of word lines, a plurality of bit line pairs, a plurality of memory cells (41) provided corresponding to intersecting sections of the plurality of word lines and the plurality of bit line pairs, a plurality of pre-charge circuits (21a, 21b) provided corresponding to each bit line pair, and a plurality of readout circuits (23) provided corresponding to each bit line pair. In the semiconductor memory (1), a write to and a read from the plurality of memory cells are performed in accordance with a clock signal. Furthermore, in the semiconductor memory (1), a write is performed within a single cycle of the clock signal, and a read is performed throughout a read cycle equivalent to a plurality of clock signal cycles.

Description

半導体メモリ及び半導体装置Semiconductor memory and semiconductor device
 本発明は、半導体メモリ及び半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor memory and a semiconductor device.
 スタティックRAM(Static Random Access Memory、SRAM)は、DRAM(Dynamic Random Access Memory)のようにリフレッシュ動作がなく、高速動作が可能であり、高速のアクセスが可能なメモリとして広く使用されている。 Static RAM (Static Random Access Memory, SRAM) does not have a refresh operation like DRAM (Dynamic Random Access Memory), can operate at high speed, and is widely used as a memory that can be accessed at high speed.
 一方、近年メモリの消費電力を低くすることが望まれている。低消費電力のメモリを実現する方法の1つとして、動作電圧を低電圧化することがある。DRAMでは、動作電圧を低くするとメモリセルに設けられた容量の充電電圧が低くなるため、頻繁にリフレッシュ動作を行うことになり、消費電力を低減することは容易ではない。そのため、SRAMの動作電圧を低電圧化して、メモリの低消費電力化が図られている。 On the other hand, it has recently been desired to reduce the power consumption of memory. One method for realizing a low power consumption memory is to lower the operating voltage. In a DRAM, when the operating voltage is lowered, the charging voltage of the capacitor provided in the memory cell is lowered. Therefore, the refresh operation is frequently performed, and it is not easy to reduce power consumption. Therefore, the operating voltage of the SRAM is lowered to reduce the power consumption of the memory.
 一般的なSRAMは、直交するように配置された複数のワード線及び複数のビット線対と、複数のワード線及び複数のビット線対の交差部に対応して配置された複数のメモリセルとを有する。SRAMは、各ビット線対に対応して設けられた複数のカラム回路と、ローデコーダと、カラムデコーダと、ワード線ドライバと、複数のカラムスイッチとを更に有する。各カラム回路は、ビット線対を利用して読み出す差動方式の場合、センスアンプ、プリチャージ回路、イコライザ、キーパー回路、およびビット線対分離スイッチなどを有し、片側のビット線のみを利用して読み出すシングルエンド方式の場合、センスアンプ、プリチャージ回路などを有する。 A general SRAM includes a plurality of word lines and a plurality of bit line pairs arranged orthogonally, and a plurality of memory cells arranged corresponding to intersections of the plurality of word lines and the plurality of bit line pairs. Have The SRAM further includes a plurality of column circuits provided corresponding to each bit line pair, a row decoder, a column decoder, a word line driver, and a plurality of column switches. Each column circuit has a sense amplifier, a precharge circuit, an equalizer, a keeper circuit, a bit line pair separation switch, etc. in the case of a differential method that reads using a bit line pair, and uses only one side bit line. In the case of a single-ended method of reading out data, a sense amplifier, a precharge circuit, and the like are included.
 ハイエンドプロセッサ等では、動作周波数が高く且つ最小サイクル数で書き込み及び読み出しが実行されるSRAMが使用されている。SRAMの読み出し動作時には、SRAMセルにアクセスし、SRAMセルの内部の駆動素子でビット線対を駆動して放電することによりSRAMセル内部に記憶されたデータを読み出し、読み出したデータを出力回路に伝送する。一方、SRAMの書き込み動作時には、SRAMセルにアクセスし、SRAMセルにデータを書き込むことで動作が終了する。読み出し動作時には、駆動能力が小さいSRAMセルの内部の駆動素子でビット線対を駆動するため、SRAMでは、書き込み動作よりも読み出し動作の方がアクセス時間が長くなる。このため、SRAMの速度特性は、一般的には読み出し時間に依存する。SRAMの読み出し時間を短くするために、同一のビット線対に接続されるSRAMセルの数を減らして、SRAMセルアレイを複数に分割して階層構造とすることが知られている。複数に分割された各アレイをサブアレイと呼ぶ。 High-end processors and the like use an SRAM that has a high operating frequency and that performs writing and reading with a minimum number of cycles. During the read operation of the SRAM, the SRAM cell is accessed, the bit line pair is driven by the drive element inside the SRAM cell to discharge, the data stored in the SRAM cell is read, and the read data is transmitted to the output circuit To do. On the other hand, at the time of the SRAM write operation, the operation is completed by accessing the SRAM cell and writing data in the SRAM cell. In the read operation, the bit line pair is driven by the drive element in the SRAM cell having a small drive capability. Therefore, in the SRAM, the access time is longer in the read operation than in the write operation. For this reason, the speed characteristic of the SRAM generally depends on the read time. In order to shorten the SRAM read time, it is known to reduce the number of SRAM cells connected to the same bit line pair and divide the SRAM cell array into a plurality of layers to form a hierarchical structure. Each array divided into a plurality is called a sub-array.
 図1は、従来の階層構造を有するSRAMのサブアレイとローカル制御回路を含むサブブロックを示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing a sub-block including an SRAM sub-array having a conventional hierarchical structure and a local control circuit.
 サブブロック110は、ローカル制御回路20と、一対のサブアレイ40a及び40bとを有する。 The sub-block 110 has a local control circuit 20 and a pair of sub-arrays 40a and 40b.
 ローカル制御回路20は、一対のプリチャージ回路21a及び21bと、一対のライト用カラム選択回路22a及び22bと、ローカル出力回路23とを有する。 The local control circuit 20 includes a pair of precharge circuits 21a and 21b, a pair of write column selection circuits 22a and 22b, and a local output circuit 23.
 一対のプリチャージ回路21a及び21bはそれぞれ、一対のpMOSトランジスタを有する。一対のpMOSトランジスタのゲートには、ローカル制御信号生成回路104のプリチャージ信号生成回路141からプリチャージ信号PCHが出力される。プリチャージ信号PCHがLレベルになると、一対のプリチャージ回路21a及び21bの一対のpMOSトランジスタはそれぞれオンし、ビット線信号BL及びBLBはHレベル信号になる。 Each of the pair of precharge circuits 21a and 21b has a pair of pMOS transistors. A precharge signal PCH is output from the precharge signal generation circuit 141 of the local control signal generation circuit 104 to the gates of the pair of pMOS transistors. When the precharge signal PCH becomes L level, the pair of pMOS transistors of the pair of precharge circuits 21a and 21b are turned on, and the bit line signals BL and BLB become H level signals.
 一対のライト用カラム選択回路22a及び22bはそれぞれ、ローカル制御信号生成回路104のライト用カラム選択回路142から出力される書き込みカラム選択信号に従って、SRAMセルに書き込みをするときにカラムを選択する選択回路を有する。 Each of the pair of write column selection circuits 22a and 22b is a selection circuit that selects a column when writing to the SRAM cell in accordance with a write column selection signal output from the write column selection circuit 142 of the local control signal generation circuit 104. Have
 ローカル出力回路23は、ローカル読み出し回路31と、第1トランジスタ32と、第2トランジスタ33とを有する。ローカル読み出し回路31は、BLBを増幅するセンスアンプを有する。第1トランジスタ32は、nMOSトランジスタであり、ローカル読み出し回路31から出力される読み出し出力信号SOUTに基づいてオンオフされる。第2トランジスタ33は、nMOSトランジスタであり、ローカル制御信号生成回路104のリード用カラム選択回路143から出力される読み出しカラム選択信号RCOLに基づいてオンオフされる。 The local output circuit 23 includes a local readout circuit 31, a first transistor 32, and a second transistor 33. The local read circuit 31 has a sense amplifier that amplifies BLB. The first transistor 32 is an nMOS transistor, and is turned on / off based on the read output signal SOUT output from the local read circuit 31. The second transistor 33 is an nMOS transistor and is turned on / off based on the read column selection signal RCOL output from the read column selection circuit 143 of the local control signal generation circuit 104.
 一対のサブアレイ40a及び40bはそれぞれ、複数のSRAMセル41を有する。SRAMセル41はそれぞれ、交差接続された一対のインバータ素子と、一対のインバータ素子の入出力信号をそれぞれ、ビット線信号BL及びBLBとして入出力する一対のトランスファゲートとを有する。 Each of the pair of subarrays 40a and 40b has a plurality of SRAM cells 41. Each of the SRAM cells 41 has a pair of inverter elements that are cross-connected, and a pair of transfer gates that input / output the input / output signals of the pair of inverter elements as bit line signals BL and BLB, respectively.
 グローバルプリチャージ用トランジスタ106はpMOSトランジスタであり、グローバルビット線ごとにそれぞれ配置される。グローバルプリチャージ用トランジスタ106のゲートは、グローバルプリチャージ信号GPCHが入力される。グローバルプリチャージ信号GPCHがLレベル信号であるとき、グローバルプリチャージ用トランジスタ106のドレインに接続されるグローバルビット線に印加されるグローバルビット線信号はHレベル信号になる。グローバルビット線はSRAMの出力回路に接続される。グローバルプリチャージ用トランジスタ106及び対応するグローバルビット線は、複数カラムに1つずつ配置される。 The global precharge transistor 106 is a pMOS transistor and is arranged for each global bit line. The global precharge signal GPCH is input to the gate of the global precharge transistor 106. When the global precharge signal GPCH is an L level signal, the global bit line signal applied to the global bit line connected to the drain of the global precharge transistor 106 becomes an H level signal. The global bit line is connected to the output circuit of the SRAM. The global precharge transistor 106 and the corresponding global bit line are arranged one by one in a plurality of columns.
 図2は、図1に示す階層構造を有するSRAMの読み出し動作時のタイミング図である。 FIG. 2 is a timing chart during the read operation of the SRAM having the hierarchical structure shown in FIG.
 SRAMは、所定の周期を有するクロック信号CLKを有する。ワード線信号WL〔n〕は、クロック信号CLKに同期して所望のワード線を選択する。プリチャージ信号PCHはクロック信号CLKに同期してプリチャージ信号生成回路141で生成され、一対のプリチャージ回路21a及び21bに出力される。プリチャージ信号PCHがLレベルになると、一対のプリチャージ回路21a及び21bの一対のpMOSトランジスタはそれぞれオンし、ビット線信号BL及びBLBがHレベル信号になる。 The SRAM has a clock signal CLK having a predetermined cycle. The word line signal WL [n] selects a desired word line in synchronization with the clock signal CLK. The precharge signal PCH is generated by the precharge signal generation circuit 141 in synchronization with the clock signal CLK, and is output to the pair of precharge circuits 21a and 21b. When the precharge signal PCH becomes L level, the pair of pMOS transistors of the pair of precharge circuits 21a and 21b are turned on, and the bit line signals BL and BLB become H level signals.
 一対のプリチャージ回路21a及び21bによりビット線信号BL及びBLBがHレベル信号になった後、ビット線BL及びBLBは、選択されたSRAMセル40の内部状態に応じて変動する。図2に示す例では、ビット線信号BLはHレベルに維持され、ビット線信号BLBはSRAMセル41の内部の駆動素子によってLレベルに駆動される。 After the bit line signals BL and BLB become H level signals by the pair of precharge circuits 21a and 21b, the bit lines BL and BLB vary according to the internal state of the selected SRAM cell 40. In the example shown in FIG. 2, the bit line signal BL is maintained at the H level, and the bit line signal BLB is driven to the L level by the driving element inside the SRAM cell 41.
 ローカル読み出し回路31は、BLBの信号を増幅して、読み出し出力信号SOUTを第1トランジスタ32のゲートに出力する。また、第2トランジスタ33のゲートには、クロック信号CLKに同期して生成される読み出しカラム選択信号RCOLが出力される。 The local read circuit 31 amplifies the BLB signal and outputs a read output signal SOUT to the gate of the first transistor 32. A read column selection signal RCOL generated in synchronization with the clock signal CLK is output to the gate of the second transistor 33.
 グローバルビット線信号RGBLは、クロック信号CLKに同期するグローバルプリチャージ信号GPCHによりクロック信号CLKの周期ごとにプリチャージされる。グローバルビット線信号RGBLは、読み出しカラム選択信号RCOLがHレベルのときの読み出し出力信号SOUTの反転信号が出力される。図2に示す例では、グローバルビット線信号RGBLは、読み出し出力信号SOUTとカラム選択信号RCOLがそれぞれHレベルになり、縦積みされたトランジスタ32、33がオンすることでLレベルに駆動される。 The global bit line signal RGBL is precharged for each cycle of the clock signal CLK by a global precharge signal GPCH synchronized with the clock signal CLK. As the global bit line signal RGBL, an inverted signal of the read output signal SOUT when the read column selection signal RCOL is at the H level is output. In the example shown in FIG. 2, the global bit line signal RGBL is driven to the L level when the read output signal SOUT and the column selection signal RCOL are respectively at the H level and the vertically stacked transistors 32 and 33 are turned on.
 SRAMセルアレイに配置されるSRAMセルを複数のサブアレイに分割して階層構造とした場合でも、SRAMの動作速度は、書き込み時間ではなく読み出し時間によって決定される。このため、読み出し時間が増加することにより、SRAMの動作周波数が低下することを防止するための種々の技術が提案されている。 Even when the SRAM cells arranged in the SRAM cell array are divided into a plurality of subarrays to form a hierarchical structure, the operation speed of the SRAM is determined not by the writing time but by the reading time. For this reason, various techniques have been proposed to prevent the operating frequency of the SRAM from decreasing due to an increase in the read time.
特開2012-113775号公報JP 2012-113775 A 特開2000-123576号公報JP 2000-123576 A 特開2005-267354号公報JP 2005-267354 A 特開平11-3592号公報JP 11-3592 A
 しかしながら、書き込み時間がプロセッサの動作クロックの単一の周期以内であるが、読み出し時間がプロセッサの動作クロックの単一の周期よりも大きくなることが許容される用途にSRAMが使用される場合がある。このような場合の一例としてヒストリRAMがある。ヒストリRAMは、プロセッサなどの半導体装置に搭載され、半導体装置が故障したときに故障原因を解明するために半導体装置の動作状態を記録するメモリである。ヒストリRAMでは、書き込み動作はシステムの動作クロック信号に同期し且つ動作クロック信号の単一の周期以内で行われ、半導体装置の動作状態をクロック信号の周期ごとに記憶する。一方、ヒストリRAMの読み出し動作は半導体装置が通常動作しているときには行われず、半導体装置の故障を解析するときに使用されるので、読み出し時間はクロック信号の単一の周期よりも大きくてもよい。 However, SRAM may be used for applications where the write time is within a single period of the processor operating clock, but the read time is allowed to be greater than the single period of the processor operating clock. . An example of such a case is a history RAM. The history RAM is a memory that is mounted on a semiconductor device such as a processor and records an operation state of the semiconductor device in order to clarify the cause of the failure when the semiconductor device fails. In the history RAM, the write operation is performed in synchronization with the operation clock signal of the system and within a single cycle of the operation clock signal, and the operation state of the semiconductor device is stored for each cycle of the clock signal. On the other hand, the read operation of the history RAM is not performed when the semiconductor device is operating normally, but is used when analyzing a failure of the semiconductor device, so the read time may be longer than a single cycle of the clock signal. .
 ヒストリRAM等の用途にSRAMを使用する場合、読み出し時間がクロック信号の単一の周期以内になるようにサブブロックに分割されたSRAMを使用すると実装面積が増加してしまうという問題がある。SRAMをサブブロックに分割する場合、センスアンプ等を含む制御回路がサブブロックごとに配置されるため、サブアレイに含まれるSRAMセルを少なくするほどサブアレイを制御するためにサブブロックに含まれる制御回路の数が増加するためである。 When an SRAM is used for applications such as history RAM, there is a problem that the mounting area increases if an SRAM divided into sub-blocks so that the read time is within a single cycle of the clock signal is used. When the SRAM is divided into sub-blocks, a control circuit including a sense amplifier is arranged for each sub-block. Therefore, in order to control the sub-array as the number of SRAM cells included in the sub-array decreases, the control circuit included in the sub-block This is because the number increases.
 また、書き込み時間がクロック信号の単一の周期以内になるようにSRAMセルアレイを分割し、書き込み時のクロック信号の周期と、読み出し時のクロック信号の周期を相違させることで、通常動作時は半導体装置の周期で書き込み動作を行い、故障原因の解明時には読み出し可能な遅い周期で読み出すことでヒストリRAM等の用途にSRAMを使用することができる。 Further, the SRAM cell array is divided so that the write time is within a single cycle of the clock signal, and the clock signal cycle at the time of writing and the cycle of the clock signal at the time of reading are made different, so that the semiconductor is operated during normal operation. The SRAM can be used for applications such as a history RAM by performing a writing operation at the cycle of the apparatus and reading at a slow cycle that can be read when the cause of the failure is clarified.
 しかしながら、書き込み時のクロック信号の周期と、読み出し時のクロック信号の周期とを相違させると、半導体装置の製造後にテスタでSRAMのファンクション試験を実施するときに、クロック信号の周期の切り替えが必要となる。テスタでのファンクション試験で書き込み動作時と読み出し動作時の周期の切り替えを行うために、追加の試験回路が必要になり面積が増大するとともに、試験時間が増加するという問題がある。 However, if the period of the clock signal at the time of writing is different from the period of the clock signal at the time of reading, it is necessary to switch the period of the clock signal when the SRAM function test is performed by the tester after the semiconductor device is manufactured. Become. In order to switch the period between the write operation and the read operation in the function test in the tester, there is a problem that an additional test circuit is required, which increases the area and the test time.
 上記課題を解決するために、半導体メモリは、複数のワード線と、複数のビット線対と、複数のワード線及び複数のビット線対の交差部に対応して設けられた複数のメモリセルと、を備える。また、半導体メモリは、各ビット線対に対応して設けられた複数のプリチャージ回路と、各ビット線対に対応して設けられた複数の読み出し回路と、を備える。半導体メモリでは、複数のメモリセルへの書き込み及び読み出しは、クロック信号に応じて行われる。また、半導体メモリでは、書き込みはクロック信号の単一の周期内で行われ、読み出しはクロック信号の複数の周期に相当する読み出し周期に亘って行われる。 In order to solve the above problems, a semiconductor memory includes a plurality of word lines, a plurality of bit line pairs, a plurality of memory cells provided corresponding to intersections of the plurality of word lines and the plurality of bit line pairs, and . The semiconductor memory includes a plurality of precharge circuits provided corresponding to each bit line pair, and a plurality of read circuits provided corresponding to each bit line pair. In a semiconductor memory, writing and reading to a plurality of memory cells are performed according to a clock signal. In the semiconductor memory, writing is performed within a single cycle of the clock signal, and reading is performed over a reading cycle corresponding to a plurality of cycles of the clock signal.
 一実施形態によれば、高速読み出し動作を要しない用途に使用される半導体メモリの実装面積が縮小され、且つテストコストが抑制される。 According to one embodiment, the mounting area of a semiconductor memory used for an application that does not require a high-speed read operation is reduced, and the test cost is suppressed.
階層構造を有するSRAMのサブアレイとローカル制御回路を含むサブブロックを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a sub-block including a sub-array of SRAM having a hierarchical structure and a local control circuit. 図1に示すSRAMのタイミング図である。FIG. 2 is a timing diagram of the SRAM shown in FIG. 1. SRAMが搭載される半導体装置のブロック図である。It is a block diagram of the semiconductor device in which SRAM is mounted. SRAMのブロック図である。It is a block diagram of SRAM. 図3に示す半導体装置に搭載されるSRAMのサブブロック及びその制御部を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a sub block of an SRAM mounted on the semiconductor device shown in FIG. 3 and its control unit. 図4に示すサブブロック及びその制御部を含むSRAMのタイミング図である。FIG. 5 is a timing diagram of an SRAM including the sub-block shown in FIG. 4 and its control unit. SRAMのサブブロック及びその制御部の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the sub block of SRAM, and its control part. 図6に示すサブブロック及びその制御部を含むSRAMのタイミング図である。FIG. 7 is a timing diagram of an SRAM including the sub-block shown in FIG. 6 and its control unit. SRAMのサブブロック及びその制御部の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the sub block of SRAM, and its control part. 図8に示すサブブロック及びその制御部を含むSRAMのタイミング図である。FIG. 9 is a timing diagram of an SRAM including the sub-block shown in FIG. 8 and its control unit. カウンタ回路の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of a counter circuit.
 図3(a)はSRAMが搭載される半導体装置の一例を示す図であり、図3(b)はSRAMの一例のブロック図である。 FIG. 3A is a diagram illustrating an example of a semiconductor device on which an SRAM is mounted, and FIG. 3B is a block diagram illustrating an example of an SRAM.
 SRAM1は、サーバー等のプロセッサである半導体装置100に搭載され、SRAMセルアレイ101と、タイミング生成回路102aと、デコーダ103と、ローカル制御信号生成回路104aと、データ入出力回路105とを有する。 The SRAM 1 is mounted on a semiconductor device 100 that is a processor such as a server, and includes an SRAM cell array 101, a timing generation circuit 102a, a decoder 103, a local control signal generation circuit 104a, and a data input / output circuit 105.
 SRAMセルアレイ101は、アレイ状に配置された複数のサブアレイ40を有する。タイミング生成回路102aは、クロック信号及びライトイネーブル信号等のタイミング信号を生成する論理回路である。デコーダ103は、読み出し動作及び書き込み動作時に単一のSRAMセルを選択する選択回路である。ローカル制御信号生成回路104aは、複数のサブアレイ40にそれぞれ近接して配置されるローカル制御回路20を介して、複数のサブアレイ40をそれぞれ制御する信号を生成する論理回路である。データ入出力回路105は、SRAMセルそれぞれに書き込まれるデータを入力するとともに、SRAMセルそれぞれから出力されるデータを出力する入出力回路である。 The SRAM cell array 101 has a plurality of subarrays 40 arranged in an array. The timing generation circuit 102a is a logic circuit that generates timing signals such as a clock signal and a write enable signal. The decoder 103 is a selection circuit that selects a single SRAM cell during a read operation and a write operation. The local control signal generation circuit 104 a is a logic circuit that generates a signal for controlling each of the plurality of subarrays 40 via the local control circuit 20 disposed in proximity to each of the plurality of subarrays 40. The data input / output circuit 105 is an input / output circuit that inputs data written to each SRAM cell and outputs data output from each SRAM cell.
 図4は、SRAM1のサブブロック110及びその制御部を示す図である。 FIG. 4 is a diagram showing the sub-block 110 of the SRAM 1 and its control unit.
 ローカル制御信号生成回路104aは、マスク回路10を有することが、図1に示す従来のローカル制御信号生成回路104と相違する。マスク回路10は、プリチャージ信号マスク回路50と、読み出しカラム選択信号マスク回路60とを有する。また、タイミング生成回路102aは、マスク回路10を制御するマスク信号MASKを生成するマスク信号生成回路70を有する。 The local control signal generation circuit 104a is different from the conventional local control signal generation circuit 104 shown in FIG. The mask circuit 10 includes a precharge signal mask circuit 50 and a read column selection signal mask circuit 60. In addition, the timing generation circuit 102 a includes a mask signal generation circuit 70 that generates a mask signal MASK that controls the mask circuit 10.
 プリチャージ信号マスク回路50は、第1インバータ素子51と、AND素子52と、第2インバータ素子53とを有する。第1インバータ素子51は、プリチャージ信号生成回路141から出力されるプリチャージ信号PCHの反転信号を出力する。AND素子52は、第1インバータ素子51から出力されるプリチャージ信号PCHの反転信号とマスク信号生成回路70から出力されるマスク信号MASKとの論理和に相当する信号を出力する。第2インバータ素子53は、AND素子52から出力されるプリチャージ信号PCHと信号のマスク信号MASKの論理和に相当する信号の反転信号であるマスクプリチャージ信号MPCHを、プリチャージ回路21a及び21bに出力する。 The precharge signal mask circuit 50 includes a first inverter element 51, an AND element 52, and a second inverter element 53. The first inverter element 51 outputs an inverted signal of the precharge signal PCH output from the precharge signal generation circuit 141. The AND element 52 outputs a signal corresponding to the logical sum of the inverted signal of the precharge signal PCH output from the first inverter element 51 and the mask signal MASK output from the mask signal generation circuit 70. The second inverter element 53 supplies a mask precharge signal MPCH, which is an inverted signal of the signal corresponding to the logical sum of the precharge signal PCH output from the AND element 52 and the mask signal MASK, to the precharge circuits 21a and 21b. Output.
 プリチャージ信号マスク回路50は、マスク信号MASKがHレベル信号であるときに、プリチャージ信号PCHに対応する信号をマスクプリチャージ信号MPCHとしてプリチャージ回路21a及び21bに出力する。また、プリチャージ信号マスク回路50は、マスク信号MASKがLレベル信号であるときに、マスクプリチャージ信号MPCHをHレベル信号にしてプリチャージ回路21a及び21bのpMOSトランジスタをオフする。 The precharge signal mask circuit 50 outputs a signal corresponding to the precharge signal PCH as the mask precharge signal MPCH to the precharge circuits 21a and 21b when the mask signal MASK is an H level signal. Further, when the mask signal MASK is an L level signal, the precharge signal mask circuit 50 sets the mask precharge signal MPCH to an H level signal and turns off the pMOS transistors of the precharge circuits 21a and 21b.
 読み出しカラム選択信号マスク回路60は、AND素子61を有する。AND素子61は、リード用カラム選択回路143から出力される読み出しカラム選択信号RCOLとマスク信号生成回路70から出力されるマスク信号MASKとからマスク読み出しカラム選択信号MRCOLを出力する。マスク読み出しカラム選択信号MRCOLは、読み出しカラム選択信号RCOLとマスク読み出しカラム選択信号MRCOLとの論理和に相当する。読み出しカラム選択信号マスク回路60は、マスク信号MASKがHレベル信号であるときに、読み出しカラム選択信号RCOLに対応する信号をマスク読み出しカラム選択信号MRCOLとしてプリチャージ回路21a及び21bに出力する。また、読み出しカラム選択信号マスク回路60は、マスク信号MASKがLレベル信号であるときに、マスクプリチャージ信号MPCHをLレベル信号にして第2トランジスタ33をオフする。 The read column selection signal mask circuit 60 has an AND element 61. The AND element 61 outputs a mask read column selection signal MRCOL from the read column selection signal RCOL output from the read column selection circuit 143 and the mask signal MASK output from the mask signal generation circuit 70. The mask read column selection signal MRCOL corresponds to a logical sum of the read column selection signal RCOL and the mask read column selection signal MRCOL. When the mask signal MASK is an H level signal, the read column selection signal mask circuit 60 outputs a signal corresponding to the read column selection signal RCOL to the precharge circuits 21a and 21b as a mask read column selection signal MRCOL. Further, when the mask signal MASK is the L level signal, the read column selection signal mask circuit 60 sets the mask precharge signal MPCH to the L level signal and turns off the second transistor 33.
 マスク信号生成回路70は、AND素子71と、第1Dフリップフロップ72と、第2Dフリップフロップ73と、第1NAND素子74と、第2NAND素子75とを有する。マスク信号生成回路70は、内部クロック信号INT_CLKとライトイネーブル反転信号MWEOとに基づいてマスク信号MASKを生成し、出力する。 The mask signal generation circuit 70 includes an AND element 71, a first D flip-flop 72, a second D flip-flop 73, a first NAND element 74, and a second NAND element 75. The mask signal generation circuit 70 generates and outputs a mask signal MASK based on the internal clock signal INT_CLK and the write enable inversion signal MWEO.
 AND素子71は、タイミング生成回路102aで生成される内部クロック信号INT_CLKとライトイネーブル反転信号MWEOとの論理和に対応する信号を、読み出しクロック信号RCKとして出力する。読み出しクロック信号RCKは、書き込み動作時はLレベル信号となり、読み出し動作時は内部クロック信号INT_CLKに対応する信号になる。 The AND element 71 outputs a signal corresponding to the logical sum of the internal clock signal INT_CLK generated by the timing generation circuit 102a and the write enable inversion signal MWEO as the read clock signal RCK. The read clock signal RCK is an L level signal during a write operation, and is a signal corresponding to the internal clock signal INT_CLK during a read operation.
 第1Dフリップフロップ72及び第2Dフリップフロップ73はそれぞれ、リセット端子付きデータフリップフロップである。第1Dフリップフロップ72のCK端子には読み出しクロック信号RCKが入力される。第1Dフリップフロップ72のRN端子にはライトイネーブル反転信号MWEOが入力される。第1Dフリップフロップ72のD端子には第1Dフリップフロップ72の反転出力端子であるQB端子から出力される信号が入力される。第2Dフリップフロップ73のCK端子には第1Dフリップフロップ72のQ端子の出力信号が入力される。第2Dフリップフロップ73のRN端子にはライトイネーブル反転信号MWEOが入力される。第2Dフリップフロップ73のD端子には第2Dフリップフロップ73のQB端子から出力される信号が入力される。第1Dフリップフロップ72と第2Dフリップフロップ73とは読み出しクロック信号RCKに応じて動作する2ビット非同期カウンタ回路(以下、単にカウンタ回路とも称する)を形成する。 Each of the first D flip-flop 72 and the second D flip-flop 73 is a data flip-flop with a reset terminal. The read clock signal RCK is input to the CK terminal of the first D flip-flop 72. The write enable inversion signal MWEO is input to the RN terminal of the first D flip-flop 72. A signal output from the QB terminal, which is the inverting output terminal of the first D flip-flop 72, is input to the D terminal of the first D flip-flop 72. The output signal of the Q terminal of the first D flip-flop 72 is input to the CK terminal of the second D flip-flop 73. The write enable inversion signal MWEO is input to the RN terminal of the second D flip-flop 73. A signal output from the QB terminal of the second D flip-flop 73 is input to the D terminal of the second D flip-flop 73. The first D flip-flop 72 and the second D flip-flop 73 form a 2-bit asynchronous counter circuit (hereinafter also simply referred to as a counter circuit) that operates in response to the read clock signal RCK.
 第1NAND素子74は、第1Dフリップフロップ72及び第2Dフリップフロップ73のQ端子からそれぞれ出力される、第1及び第2カウント信号COUNT0及びCOUNT1の論理和の反転信号をマスク反転信号MASK_Bとして出力する。すなわち、第1NAND素子74は、第1カウント信号COUNT0と、第2カウント信号COUNT1とがともにHレベル信号であるときにLレベル信号をマスク反転信号MASK_Bとして出力する。また、第1NAND素子74は、他の場合にはHレベル信号をマスク反転信号MASK_Bとして出力する。 The first NAND element 74 outputs an inverted signal of the logical sum of the first and second count signals COUNT0 and COUNT1 output from the Q terminals of the first D flip-flop 72 and the second D flip-flop 73 as a mask inversion signal MASK_B. . That is, the first NAND element 74 outputs the L level signal as the mask inversion signal MASK_B when both the first count signal COUNT0 and the second count signal COUNT1 are H level signals. In other cases, the first NAND element 74 outputs the H level signal as the mask inversion signal MASK_B.
 第2NAND素子75は、マスク反転信号MASK_Bと、ライトイネーブル反転信号MWEOとの論理和の反転信号をマスク信号MASKとして出力する。すなわち、ライトイネーブル反転信号MWEOがHレベル信号であるときに、マスク反転信号MASK_Bの反転信号をマスク信号MASKとして出力し、ライトイネーブル反転信号MWEOがLレベル信号であるときにHレベル信号を出力する。 The second NAND element 75 outputs the inverted signal of the logical sum of the mask inversion signal MASK_B and the write enable inversion signal MWEO as the mask signal MASK. That is, when the write enable inverted signal MWEO is an H level signal, an inverted signal of the mask inverted signal MASK_B is output as the mask signal MASK, and when the write enable inverted signal MWEO is an L level signal, an H level signal is output. .
 マスク信号生成回路70は、ライトイネーブル反転信号MWEOがLレベル信号であるときに、Hレベル信号をMASK信号として出力する。また、マスク信号生成回路70は、内部クロック信号INT_CLKの3周期に亘ってライトイネーブル反転信号MWEOがHレベルを維持すると、最後の周期の内部クロック信号INT_CLKに応じて、Lレベル信号をマスク信号MASKとして出力する。 The mask signal generation circuit 70 outputs an H level signal as a MASK signal when the write enable inversion signal MWEO is an L level signal. Further, when the write enable inversion signal MWEO maintains the H level over the three cycles of the internal clock signal INT_CLK, the mask signal generation circuit 70 converts the L level signal into the mask signal MASK according to the internal clock signal INT_CLK in the last cycle. Output as.
 図5は、SRAM1のタイミング図である。 FIG. 5 is a timing chart of the SRAM 1.
 内部クロック信号INT_CLKは、一定の周期でHレベル信号とLレベル信号とを繰り返して出力される。ライトイネーブル反転信号MWEOは、内部クロック信号INT_CLKの3周期に亘ってHレベル信号として出力される。ライトイネーブル反転信号MWEOがHレベル信号であるとき、SRAM1は読み出し動作状態となり、ライトイネーブル反転信号MWEOがLレベル信号であるとき、SRAM1は書き込み動作状態となる。 The internal clock signal INT_CLK is output by repeating the H level signal and the L level signal at a constant cycle. The write enable inversion signal MWEO is output as an H level signal over three cycles of the internal clock signal INT_CLK. When the write enable inversion signal MWEO is an H level signal, the SRAM 1 is in a read operation state, and when the write enable inversion signal MWEO is an L level signal, the SRAM 1 is in a write operation state.
 読み出しクロック信号RCKは、ライトイネーブル反転信号MWEOがHレベル信号でる内部クロック信号INT_CLKの3周期において、内部クロック信号INT_CLKに対応する信号となる。また、読み出しクロック信号RCKは、ライトイネーブル反転信号MWEOがLレベル信号であるときは、Lレベル信号になる。 The read clock signal RCK becomes a signal corresponding to the internal clock signal INT_CLK in three cycles of the internal clock signal INT_CLK in which the write enable inversion signal MWEO is an H level signal. The read clock signal RCK is an L level signal when the write enable inversion signal MWEO is an L level signal.
 ライトイネーブル反転信号MWEOがLレベル信号であるとき、第1Dフリップフロップ72及び第2Dフリップフロップ73のRN端子にそれぞれLレベル信号が入力されて第1Dフリップフロップ72及び第2Dフリップフロップ73はリセット状態になる。このため、第1Dフリップフロップ72及び第2Dフリップフロップ73のQ端子の出力信号はともにLレベル信号になり、カウンタ回路の出力信号は(00)になる。 When the write enable inversion signal MWEO is an L level signal, the L level signal is input to the RN terminals of the first D flip-flop 72 and the second D flip-flop 73, and the first D flip-flop 72 and the second D flip-flop 73 are in the reset state. become. Therefore, the output signals at the Q terminals of the first D flip-flop 72 and the second D flip-flop 73 are both L level signals, and the output signal of the counter circuit is (00).
 ライトイネーブル反転信号MWEOがHレベル信号であるときに、読み出しクロック信号RCKの立ち上がりに応じて、カウンタ回路の出力信号は(01)、(10)、(11)と順にカウントアップされる。カウンタ回路の出力信号が(11)になると、マスク反転信号MASK_BはLレベル信号になる。 When the write enable inversion signal MWEO is an H level signal, the output signal of the counter circuit is counted up in the order of (01), (10), and (11) in response to the rise of the read clock signal RCK. When the output signal of the counter circuit becomes (11), the mask inversion signal MASK_B becomes an L level signal.
 マスク信号MASKは、マスク反転信号MASK_BがLレベル信号になり且つライトイネーブル反転信号MWEOがHレベル信号になると、Hレベル信号になる。 The mask signal MASK becomes an H level signal when the mask inversion signal MASK_B becomes an L level signal and the write enable inversion signal MWEO becomes an H level signal.
 プリチャージ信号PCHは、内部クロック信号INT_CLKに応じてLレベル信号になる。一方、マスクプリチャージ信号MPCHは、マスク信号MASKがHレベル信号になるときに、内部クロック信号INT_CLKに応じてLレベル信号になる。 The precharge signal PCH becomes an L level signal according to the internal clock signal INT_CLK. On the other hand, the mask precharge signal MPCH becomes an L level signal according to the internal clock signal INT_CLK when the mask signal MASK becomes an H level signal.
 読み出しカラム選択信号RCOLは、内部クロック信号INT_CLKに応じてHレベル信号になる。一方、マスク読み出しカラム選択信号MRCOLは、且つマスク信号MASKがHレベル信号になるときに、内部クロック信号INT_CLKに応じてHレベル信号になる。 The read column selection signal RCOL becomes an H level signal according to the internal clock signal INT_CLK. On the other hand, the mask read column selection signal MRCOL becomes an H level signal in response to the internal clock signal INT_CLK when the mask signal MASK becomes an H level signal.
 ビット線信号BL及びBLBは、マスクプリチャージ信号MPCHがLレベル信号になるまでプリチャージされないので、カウンタ回路の出力信号が(01)及び(10)であるときはプリチャージされない。カウンタ回路の出力信号が(01)及び(10)であるとき、ビット線信号BL及びBLBがプリチャージされないので、ビット線信号BL及びBLBは、内部クロック信号INT_CLKの3周期に亘って放電される。プリチャージ回路21a及び21bは、内部クロック信号INT_CLKの3周期目の立ち上がりに応じてイネーブル状態にされる。 Since the bit line signals BL and BLB are not precharged until the mask precharge signal MPCH becomes an L level signal, they are not precharged when the output signals of the counter circuit are (01) and (10). When the output signals of the counter circuit are (01) and (10), since the bit line signals BL and BLB are not precharged, the bit line signals BL and BLB are discharged over three cycles of the internal clock signal INT_CLK. . The precharge circuits 21a and 21b are enabled in response to the rising edge of the internal clock signal INT_CLK in the third cycle.
 読み出し出力信号SOUTは、BLBに応じてLレベル信号からHレベル信号に徐々に上昇する。 The read output signal SOUT gradually rises from an L level signal to an H level signal according to BLB.
 グローバルビット線信号RGBLは、読み出しカラム選択信号MRCOLがHレベル信号になるまで第2トランジスタ33がオンされないので、カウンタ回路の出力信号が(01)及び(10)であるときは、読み出し出力信号SOUTの状態にかかわらずグローバルビット線信号RGBLは変化しない。グローバルビット線信号RGBLは、内部クロック信号INT_CLKの3周期目の立ち上がりに応じてその時のSOUTの状態によって変化する。 Since the second transistor 33 is not turned on until the read column selection signal MRCOL becomes an H level signal, the global bit line signal RGBL is not read when the output signal of the counter circuit is (01) and (10). Regardless of the state, the global bit line signal RGBL does not change. The global bit line signal RGBL changes according to the state of SOUT at that time according to the rising edge of the internal clock signal INT_CLK in the third cycle.
 SRAM1の読み出し動作は、内部クロック信号INT_CLKの3周期に亘って実行される。 The read operation of the SRAM 1 is executed over three cycles of the internal clock signal INT_CLK.
 図6は、SRAMのサブブロック110及びその制御部の他の例を示す図である。 FIG. 6 is a diagram showing another example of the SRAM sub-block 110 and its control unit.
 タイミング生成回路102bは、マスク信号生成回路70の代わりにマスク信号生成回路70´を有することが、図4に示すタイミング生成回路102aと相違する。 The timing generation circuit 102b is different from the timing generation circuit 102a shown in FIG. 4 in that it has a mask signal generation circuit 70 ′ instead of the mask signal generation circuit 70.
 マスク信号生成回路70´は、第1Dフリップフロップ72のQ端子と第1NAND素子74の一方の入力端子との間にインバータ素子76が挿入されることが、マスク信号生成回路70と相違する。 The mask signal generation circuit 70 ′ is different from the mask signal generation circuit 70 in that an inverter element 76 is inserted between the Q terminal of the first D flip-flop 72 and one input terminal of the first NAND element 74.
 図7は、図6に示すタイミング生成回路102bを搭載したSRAMのタイミング図である。 FIG. 7 is a timing chart of the SRAM equipped with the timing generation circuit 102b shown in FIG.
 マスク信号生成回路70´は、内部クロック信号INT_CLKの2周期に亘ってライトイネーブル反転信号MWEOがHレベルを維持すると、最後の周期の内部クロック信号INT_CLKに応じて、Lレベル信号をマスク信号MASKとして出力する。 When the write enable inversion signal MWEO maintains the H level for two cycles of the internal clock signal INT_CLK, the mask signal generation circuit 70 ′ uses the L level signal as the mask signal MASK according to the internal clock signal INT_CLK in the last cycle. Output.
 タイミング生成回路102bを搭載したSRAMの読み出し動作は、内部クロック信号INT_CLKの2周期に亘って実行される。 The read operation of the SRAM equipped with the timing generation circuit 102b is executed over two cycles of the internal clock signal INT_CLK.
 図8は、SRAMのサブブロック110及びその制御部の更に他の例を示す図である。 FIG. 8 is a diagram showing still another example of the SRAM sub-block 110 and its control unit.
 タイミング生成回路102cは、マスク信号生成回路70の代わりにマスク信号生成回路70´´を有することが、図4に示すタイミング生成回路102aと相違する。 The timing generation circuit 102 c is different from the timing generation circuit 102 a shown in FIG. 4 in that it has a mask signal generation circuit 70 ″ instead of the mask signal generation circuit 70.
 マスク信号生成回路70´´は、第1NAND素子74の代わりに2ビットマッチ回路80を有することが、マスク信号生成回路70と相違する。 The mask signal generation circuit 70 ″ is different from the mask signal generation circuit 70 in that it has a 2-bit match circuit 80 instead of the first NAND element 74.
 2ビットマッチ回路80は、第1XOR素子81と、第2XOR素子82と、OR素子83とを有する。第1XOR素子81は、半導体装置100の外部から入力される第1設定信号SET0と、第1カウント信号COUNT0との排他的論理和に対応する信号を出力する。第2XOR素子82は、半導体装置100の外部から入力される第2設定信号SET1と、第2カウント信号COUNT1との排他的論理和に対応する信号を出力する。NOR素子83は、第1XOR素子の出力信号と第1XOR素子の出力信号との論理和に対応する信号を出力する。 The 2-bit match circuit 80 includes a first XOR element 81, a second XOR element 82, and an OR element 83. The first XOR element 81 outputs a signal corresponding to the exclusive OR of the first setting signal SET0 input from the outside of the semiconductor device 100 and the first count signal COUNT0. The second XOR element 82 outputs a signal corresponding to the exclusive OR of the second setting signal SET1 input from the outside of the semiconductor device 100 and the second count signal COUNT1. The NOR element 83 outputs a signal corresponding to the logical sum of the output signal of the first XOR element and the output signal of the first XOR element.
 2ビットマッチ回路80は、第1カウント信号COUNT0と第1設定信号SET0とが同一値であり、且つ第2カウント信号COUNT1と第2設定信号SET1とが同一値であるときにLレベル信号を出力する。タイミング生成回路102cでは、第1及び第2設定値SET0及びSET1を所望の値に設定することにより、読み出し時間を所望のクロック周期にすることができる。 The 2-bit match circuit 80 outputs an L level signal when the first count signal COUNT0 and the first setting signal SET0 have the same value, and the second count signal COUNT1 and the second setting signal SET1 have the same value. To do. In the timing generation circuit 102c, the read time can be set to a desired clock cycle by setting the first and second set values SET0 and SET1 to desired values.
 図9は、図8に示すタイミング生成回路102cを搭載したSRAMのタイミング図である。 FIG. 9 is a timing chart of the SRAM equipped with the timing generation circuit 102c shown in FIG.
 SRAMがタイミング生成回路102a、102b又は102c及びローカル制御信号生成回路104aを含むことにより、単一のクロック信号で書き込み動作及び読み出し動作を制御し、且つ読み出し動作をクロック信号の複数の周期に亘って行うことができる。読み出し動作をクロック信号の複数の周期に亘って行うことができるので、SRAMのサブアレイに含まれるSRAMセルの個数は、書き込み時間のみを考慮して決定でき、読み出し時間も考慮する場合よりもSRAMセルの面積を小さくできる。例えば、SRAMアレイを分割するサブアレイの数を1/4にした場合、SRAMの面積は約30%削減される。 Since the SRAM includes the timing generation circuit 102a, 102b or 102c and the local control signal generation circuit 104a, the write operation and the read operation are controlled by a single clock signal, and the read operation is performed over a plurality of cycles of the clock signal. It can be carried out. Since the read operation can be performed over a plurality of cycles of the clock signal, the number of SRAM cells included in the SRAM sub-array can be determined in consideration only of the write time, and the SRAM cell is more than in the case of considering the read time. Can be reduced. For example, when the number of subarrays dividing the SRAM array is reduced to 1/4, the area of the SRAM is reduced by about 30%.
 以下、他の実施形態について説明する。 Hereinafter, other embodiments will be described.
 本明細書では、SRAMを例に本発明が説明されているが、本発明は、読み出し時間が書き込み時間よりも長い他の半導体メモリに適用してもよい。 In the present specification, the present invention is described by taking an SRAM as an example, but the present invention may be applied to other semiconductor memories in which a read time is longer than a write time.
 また、第1Dフリップフロップ72及び第2Dフリップフロップ73によりそれぞれ形成されるマスク信号生成回路70、70´及び70´´のカウンタ回路は、2ビットカウンタ回路であるが、3ビット以上のカウンタ回路にしてもよい。また、カウンタ回路は、非同期カウンタ回路ではなく、同期カウンタにしてもよい。 The counter circuits of the mask signal generation circuits 70, 70 ′ and 70 ″ formed by the first D flip-flop 72 and the second D flip-flop 73 are 2-bit counter circuits, but are counter circuits of 3 bits or more. May be. The counter circuit may be a synchronous counter instead of an asynchronous counter circuit.
 図10は、同期カウンタの一例を示す図である。 FIG. 10 is a diagram showing an example of the synchronization counter.
 マスク信号生成回路70、70´及び70´´のカウンタ回路の第2Dフリップフロップ73のCK端子に入力される信号は、第1Dフリップフロップ72のQB端子から出力される信号である。このため、第1Dフリップフロップ72及び第2Dフリップフロップ73からそれぞれ出力される信号COUNT0及びCOUNT1の間にタイミング差が生じる。図10に示す同期カウンタを採用することにより、このタイミング差をなくしRCKに同期して、信号COUNT0及びCOUNT1を同時に出力することができるようになり、より高速での動作が可能になる。 The signal input to the CK terminal of the second D flip-flop 73 of the counter circuit of the mask signal generation circuits 70, 70 ′ and 70 ″ is a signal output from the QB terminal of the first D flip-flop 72. Therefore, a timing difference is generated between the signals COUNT0 and COUNT1 output from the first D flip-flop 72 and the second D flip-flop 73, respectively. By adopting the synchronous counter shown in FIG. 10, the timing difference is eliminated, and the signals COUNT0 and COUNT1 can be output simultaneously in synchronization with RCK, so that higher speed operation is possible.
 また、図3、5及び7にそれぞれ、プリチャージ信号マスク回路50、読み出しカラム選択信号マスク回路及びマスク信号生成回路70、70´、70´´の内部回路は回路構成の一例であり、他の回路構成にしてもよい。例えば、プリチャージ信号マスク回路50のAND素子52及び第2インバータ素子53の代わりにNAND素子を配置してもよい。また、マスク信号生成回路70のAND素子71の出力端子と第1Dフリップフロップ72のCK端子との間にラッチ回路を挿入することにより、SRAM1の読み出し動作の周期を、内部クロック信号INT_CLKの4周期にしてもよい。 3, 5, and 7, the internal circuits of the precharge signal mask circuit 50, the read column selection signal mask circuit, and the mask signal generation circuits 70, 70 ′, and 70 ″ are examples of circuit configurations. A circuit configuration may be adopted. For example, a NAND element may be arranged in place of the AND element 52 and the second inverter element 53 of the precharge signal mask circuit 50. Further, by inserting a latch circuit between the output terminal of the AND element 71 of the mask signal generation circuit 70 and the CK terminal of the first D flip-flop 72, the read operation cycle of the SRAM 1 is set to four cycles of the internal clock signal INT_CLK. It may be.
 以上、実施形態を説明したが、ここに記載したすべての例や条件は、発明および技術に適用する発明の概念の理解を助ける目的で記載されたものであり、特に記載された例や条件は発明の範囲を制限することを意図するものではなく、明細書のそのような例の構成は発明の利点および欠点を示すものではない。発明の実施形態を詳細に記載したが、各種の変更、置き換え、変形が発明の精神および範囲を逸脱することなく行えることが理解されるべきである。 Although the embodiment has been described above, all examples and conditions described herein are described for the purpose of helping understanding of the concept of the invention applied to the invention and the technology. It is not intended to limit the scope of the invention, and the construction of such examples in the specification does not indicate the advantages and disadvantages of the invention. Although embodiments of the invention have been described in detail, it should be understood that various changes, substitutions and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention.
 1  SRAM
 10  マスク回路
 20  ローカル制御回路
 40、40a、40b  サブアレイ
 41  SRAMセル
 50  プリチャージ信号マスク回路
 60  読み出しカラム選択信号マスク回路
 70、70´、70´´  マスク信号生成回路
 100  半導体装置
 101  SRAMセルアレイ
 102a、102b、102c  タイミング生成回路
 103  デコーダ
 104、104a  ローカル制御信号生成回路
 105  データ入出力回路
 110  サブブロック
1 SRAM
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Mask circuit 20 Local control circuit 40, 40a, 40b Subarray 41 SRAM cell 50 Precharge signal mask circuit 60 Read column selection signal mask circuit 70, 70 ', 70''Mask signal generation circuit 100 Semiconductor device 101 SRAM cell array 102a, 102b , 102c Timing generation circuit 103 Decoder 104, 104a Local control signal generation circuit 105 Data input / output circuit 110 Sub-block

Claims (5)

  1.  複数のワード線と、
     複数のビット線対と、
     前記複数のワード線及び前記複数のビット線対の交差部に対応して設けられた複数のメモリセルと、
     各ビット線対に対応して設けられた複数のプリチャージ回路と、
     各ビット線対に対応して設けられた複数の読み出し回路と、を備え、
     前記複数のメモリセルへの書き込み及び読み出しは、クロック信号に応じて行われ、
     前記書き込みは前記クロック信号の単一の周期内で行われ、前記読み出しは前記クロック信号の複数の周期に相当する読み出し周期に亘って行われる、
     ことを特徴とする半導体メモリ。
    Multiple word lines,
    Multiple bit line pairs;
    A plurality of memory cells provided corresponding to the intersections of the plurality of word lines and the plurality of bit line pairs;
    A plurality of precharge circuits provided corresponding to each bit line pair;
    A plurality of read circuits provided corresponding to each bit line pair,
    Writing to and reading from the plurality of memory cells are performed according to a clock signal,
    The writing is performed within a single period of the clock signal, and the reading is performed over a reading period corresponding to a plurality of periods of the clock signal.
    A semiconductor memory characterized by that.
  2.  前記読み出しのとき、前記複数のプリチャージ回路及び前記複数の読み出し回路は、前記読み出し周期の最後のクロック信号に応じてイネーブル状態にされる、請求項1に記載の半導体メモリ。 2. The semiconductor memory according to claim 1, wherein at the time of reading, the plurality of precharge circuits and the plurality of read circuits are enabled in accordance with a last clock signal of the read cycle.
  3.  前記読み出し周期は可変である、請求項1又は2に記載の半導体メモリ。 The semiconductor memory according to claim 1, wherein the read cycle is variable.
  4.  前記複数のビット線対は、同一列に配置される複数のビット線対が接続されるグローバルビット線に接続されるローカルビット線対である、請求項1~3の何れか一項に記載の半導体メモリ。 4. The plurality of bit line pairs according to claim 1, wherein the plurality of bit line pairs are local bit line pairs connected to a global bit line to which a plurality of bit line pairs arranged in the same column are connected. Semiconductor memory.
  5.  請求項1~4の何れか一項に記載の半導体メモリを搭載する、半導体装置。 A semiconductor device on which the semiconductor memory according to any one of claims 1 to 4 is mounted.
PCT/JP2013/051203 2013-01-22 2013-01-22 Semiconductor memory and semi conductor device WO2014115245A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2013/051203 WO2014115245A1 (en) 2013-01-22 2013-01-22 Semiconductor memory and semi conductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2013/051203 WO2014115245A1 (en) 2013-01-22 2013-01-22 Semiconductor memory and semi conductor device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014115245A1 true WO2014115245A1 (en) 2014-07-31

Family

ID=51227062

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2013/051203 WO2014115245A1 (en) 2013-01-22 2013-01-22 Semiconductor memory and semi conductor device

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2014115245A1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04159691A (en) * 1990-10-24 1992-06-02 Nec Corp Synchronous type semiconductor memory
JPH07182870A (en) * 1993-12-24 1995-07-21 Mitsubishi Electric Corp Synchronous random access memory
JPH117777A (en) * 1997-04-25 1999-01-12 Hyundai Electron Ind Co Ltd Data input/output controlling method for synchronous memory element and data input/output circuit

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04159691A (en) * 1990-10-24 1992-06-02 Nec Corp Synchronous type semiconductor memory
JPH07182870A (en) * 1993-12-24 1995-07-21 Mitsubishi Electric Corp Synchronous random access memory
JPH117777A (en) * 1997-04-25 1999-01-12 Hyundai Electron Ind Co Ltd Data input/output controlling method for synchronous memory element and data input/output circuit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8009459B2 (en) Circuit for high speed dynamic memory
US8164974B2 (en) Memory circuits, systems, and method of interleaving accesses thereof
US9305635B2 (en) High density memory structure
US8797786B2 (en) Static RAM
US20070183234A1 (en) Semiconductor memory device having reduced voltage coupling between bit lines
KR100902125B1 (en) Dram for low power consumption and driving method thereof
US9373379B2 (en) Active control device and semiconductor device including the same
USRE46474E1 (en) Multiple write during simultaneous memory access of a multi-port memory device
US7376027B1 (en) DRAM concurrent writing and sensing scheme
US9384825B2 (en) Multi-port memory circuits
CN110610733B (en) Memory device and method of forming a memory device
US9627040B1 (en) 6T static random access memory cell, array and memory thereof
US9001571B1 (en) 6T static random access memory cell, array and memory thereof
JP2010225255A (en) Semiconductor storage device
US9047936B2 (en) Memory device having control circuitry for write tracking using feedback-based controller
JP2009070474A (en) Semiconductor integrated circuit
EP3939042B1 (en) Area-efficient dual-port and multi-port memory cell for sram
JP4477456B2 (en) Semiconductor memory
JP6797010B2 (en) Semiconductor device
US6181633B1 (en) Semiconductor device
US10740188B2 (en) Volatile memory device and method for efficient bulk data movement, backup operation in the volatile memory device
WO2014115245A1 (en) Semiconductor memory and semi conductor device
US9299422B1 (en) 6T static random access memory cell, array and memory thereof
TWI738615B (en) Semiconductor memory device
EP2693439B1 (en) Five transistor SRAM cell

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13872355

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13872355

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP