JP2555900B2 - 半導体メモリの出力制御回路 - Google Patents

半導体メモリの出力制御回路

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はアドレスマルチプレクス化した半導体メモリ
の出力制御回路に関し、特に拡張出力を有する半導体メ
モリの出力制御回路に関する。
〔従来の技術〕
従来、この種のアドレスマルチプレクス化した半導体
メモリの出力制御回路は、行アドレスストローブ信号
(以下、RASと称す)と列アドレスストローブ信号(以
下、CASと称す)により番地を決定し、その出力はRASと
CASが共にロウレベルのときにのみ送出されるようにな
っている。この種のメモリの出力制御回路の特徴とし
て、CASからのアクセスタイムと、動作に必要なCASの最
小パルス幅が一致しているため、最少サイクルで動作さ
せようとすると、出力が送出されると同時にCASを立ち
あげて出力をハイインピーダンス状態とすることにな
る。従って、出力データの安定な時間がなく、装置とし
て出力データを取り込む時間がなくなる。特に、ページ
モードと呼ばれる動作では、この傾向が強くなる。
第4図はかかる従来の一例を説明するためのページモ
ードにおける各種信号および出力電圧の波形図である。
第4図に示すように、出力が有効な時間t4を取ると、
実際のCASパルス幅t2はCASの最少パルス幅t3と出力が有
効な時間t4の和になり、最少サイクルが長くなるという
欠点がある。
この欠点を改良するために、出力に拡張出力(Extend
ed out put)を持たせることが提案されている。
第5図はかかる従来の他の例を説明するためのメモリ
が拡張出力を持つときの信号波形図である。
第5図に示すように、出力に拡張出力を持つような半
導体メモリは、一度RAS,CASが共に低レベルとなって出
力が送出されると、その出力は再びCASが低レベルとな
り、別のアドレスのアクセスが始まるまでの間か、ある
いはRAS,CASが共に高レベルになるまでの間、出力を保
持するものである。こうすることにより、その出力がCA
Sのプリチャージ時間t5の間だけ余計に送出されている
ことになり、ページモードのサイクルを最少のサイクル
で実行可能とすることが出来る。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述した従来の拡張出力を有する半導体メモリの出力
制御回路は、ページモードでは次のサイクルが開始する
まで出力を保持しているため、データの出力端子と入力
端子を共通に結線(I/Oコモン)しようとすると、読出
し書込みの混在したページモードが使用できないと言う
欠点を有する。
次に、最近では表面実装用のパッケージが開発され、
メモリ8個又は9個を小さなプリント板に実装しモジュ
ールとして使用することにより、一層高密度な実装を行
うことができようになっている。このようなモジュール
では、モジュールの端子数を少なくするために、I/Oコ
モンにするのが通例である。すなわち、これはモジュー
ルの端子数を減少させ、モジュール自体の大きさを小さ
くすることにより、一層高密度実装を可能とさせるため
である。
例えば、1Mビットの半導体メモリを9個持つモジュー
ルに必要な端子数は、電源とグランドが計2本、RASとC
ASとWEが計3本、アドレス10本と入出力端子9本で24本
の端子が必要であるが、入出力を分離するならば、33本
の端子を必要とする。このため、端子ピッチを0.1イン
チに取れば、I/Oコモンの場合で約6.1cm、そうでなけれ
ば8.4cmとなる。従ってモジュール自体が1.4倍も大きく
なってしまう。
一方、拡張出力を持つ半導体メモリをI/Oコモンで使
用した時、読出しと書込みの混在したページモードは使
用できない。
第6図はかかる従来の他の例を説明するための半導体
メモリが拡張出力を持つときの信号波形図である。
第6図に示すように、ここでは第一のサイクルが読出
しサイクルであり、次の第二のサイクルが書込みサイク
ルであると、メモリ自体の出力は次の書込みのサイクル
が開始されるまで出力されているが、入力DINは書込み
サイクルの開始するまでに確定しておかなければならな
い。従って、I/Oコモンで使用するならば、入出力端子
に書込サイクルの始まる前に書込データをメモリに与え
る必要があるが、メモリ自体からの出力と外部からの入
力データとがt6の時間だけ衝突し入力が確定しないこと
になり、このため誤書込みを起こすことになる。それ
故、読出し及び書込みが混在するならば、通常のサイク
ル(すなわち1ビット毎にRASを入れる)で実行する以
外の手段はないことになる。
しかしながら、ページモードと通常のモードでの1メ
モリサイクルの比較は、RASからのアクセスが100nsの
時、ページモードが90nsに対し、通常のモードが190ns
になる。すなわち、2倍以上1データサイクル当り異な
るため、ページモードの方が高速のアクセスに適してい
る。
従って、ページモードでの高速性を追求した拡張出力
では、逆に読出し及び書込みが混在すると、ページモー
ドを使用できず、高速性を大幅に失うという欠点があ
る。
本発明の目的は、かかるI/Oコモンにしてもページモ
ードで読出し及び書込みの混在した動作を可能にする半
導体メモリの出力制御回路を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の半導体メモリの出力制御回路は、行アドレス
ストローブ信号および列アドレスストローブ信号の組合
せによりセット信号を供給されるフリップフロップと、
前記両信号および書込信号の組合せにより前記フリップ
フロップのリセット信号を作成するリセット信号発生回
路と、メモリセルからのデータを保持する出力データ保
持回路と、前記出力データ保持回路の出力および前記フ
リップフロップ出力の論理をとる出力駆動部と、前記出
力駆動部により駆動される出力段トランジスタ回路とを
有し、前記列アドレスストローブ信号が非活性で且つ前
記書込信号が活性のロジックレベルをなることにより前
記リセット信号を発生させ、前記フリップフロップをリ
セットして記憶させるとともに、その記憶内容に基づき
前記出力段トランジスタ回路をハイインピーダンス状態
にするように構成される。
〔実施例〕
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。
第1図は本発明の第一の実施例を示す半導体メモリの
回路図である。
第1図に示すように、本実施例はメモリセルMCの出力
を安定させるための回路であり、RASおよびCASに基づい
てセットされるフリップフロップ2と、このフリップフ
ロップ2のリセット信号を作成するためのリセット信号
発生回路1と、メモリセルMCからのデータを保持する一
対の出力データ保持回路3A,3Bと、これら出力データ保
持回路3A,3Bの出力とフリップフロップ2の出力との論
理積をとり後段を駆動する出力駆動部4と、この出力駆
動部4により駆動される出力段トランジスタ回路5とを
有している。
かかる出力制御回路において、リセット信号発生回路
1はRAS入力のバッファを構成するインバータI1,I4
よりRASの正補の信号を発生し、同様にCAS入力のバッフ
ァを構成するインバータI2,I5によりCASの正補の信号
を発生する。一方、これらRASおよびCASの逆相の信号を
アンド回路A1に入力し、その出力によりフリップフロッ
プ(F/F)2のセット信号Sとする。すなわち、RASとCA
Sが共に低レベルの時のみ1となる信号を作り、F/F2を
セットする。また、リセット信号発生回路1はRASおよ
びCASの同相の信号を入力とするナンド回路N1と、CASの
同相信号および書込信号WEをバッファ回路I3で反転させ
た信号を入力するナンド回路N2と、これらナンド回路
N1,N2の出力を入力し且つその出力をフリップフロップ
2のリセット入力Rに供給するナンド回路N3とを有す
る。
また、フリップフロップ(F/F)2は、セット入力S
が1に変化すると、その出力Qを1に変化させるととも
にその出力を保持し、一方、リセット入力Rが1に変化
すると、その出力Qを0に変化させるとともにその出力
を保持する。一方、メモリセル(図示省略)MCから読出
されたデータは出力データ保持回路3A,3Bに保持され、
正補の出力信号D,Dとして出力される。この正補の出力
信号D,Dはアンド回路A2,A3からなる出力駆動部4にお
いて、前述したF/F2の出力Qと各々論理積がとられ、そ
のアンド回路A2,A3のいずれかの出力により出力段トラ
ンジスタ回路5を構成するトランジスタQ1,Q2の一方を
ONさせ、DOUT端子よりメモリ出力を得る。
尚、本実施例では、出力データ保持回路3A,3Bを分離
して記載したが、D,Dは相補信号であるので、フリップ
フロップなどの一つの保持回路で形成してもよい。
第2図は第1図における各種信号および入出力電圧の
波形図である。
第2図に示すように、フリップフロップF/F2のセット
入力SはRASとCASが共に0となった後に1となれば良
く、RASとCASが比較的短時間に続いて入った時、このF/
F2を1にすることを遅らせる回路を含んでもよい。この
ようにすれば、RASとCASが共に0になると、F/F2の出力
Qが1になるので、正補の出力信号DおよびDに基づき
出力トランジスタQ1,Q2の一方がON状態にできる。一
方、CASが1レベルで且つ書込信号が0となった時に
は、F/F2がリセットされ、その出力Qは0となるので、
出力トランジスタQ1,Q2は共にOFF状態となり、出力段
トランジスタ回路5はハイインピーダンスに保たれる。
第3図は本発明の第二の実施例を説明するためのリセ
ット信号発生回路図である。
第3図に示すように、本実施例におけるリセット信号
発生回路1Aは書込信号WEおよびRASの同相信号を入力と
するノア回路NORと、CASの同相信号およびNOR出力とのN
AND論理を取るナンド回路N2とを組合わせることによっ
ても、前述した第一の実施例と同じ出力コントロールを
実現することができる。さらに、本実施例では、バッフ
ァ回路となるノア回路NORがRASで制御されているため、
第一の実施例と比較して、スタンバイ状態にあっても書
込信号WEが変化しても、このリセット信号発生回路1Aは
動作しない。従って、消費電力を少なくすることができ
る。
尚、上述した第一および第二の実施例において、CBR
リフレッシュ時にフリップフロップ2のセット信号Sが
1になることのないような論理回路を用い、CBR中に出
力段回路がハイインピーダンス状態を保つようにするこ
ともできる。また、本実施例はデータ出力と入力が分離
したデバイスで説明したが、I/Oコモンのデバイスでも
同様である。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明の半導体メモリの出力制
御回路は、CASが非活性で書込信号WEが活性のロジック
レベルを持つとき、出力段トランジスタ回路をハイイン
ピーダンス状態にすることにより、ページモードにおい
てもCASが1状態の時に書込信号WEが0となっているの
で出力段をハイインピーダンス状態にすることができ
る。従って、本発明はデータ入力DINをCASが0レベルに
なるまでの時間、すなわちt1の間データ入力DINを安定
して入力できるので、I/Oコモンにしてもページモード
で読出しと書込みの混合した動作を実現できるという効
果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第一の実施例を示す半導体メモリの出
力制御回路図、第2図は第1図における各種信号および
入出力電圧の波形図、第3図は本発明の第二の実施例を
説明するためのリセット信号発生回路図、第4図は従来
の一例を説明するためのページモードにおける各種信号
および出力電圧の波形図、第5図および第6図はそれぞ
れ従来の他の例を説明するための半導体メモリが拡張出
力を持つときの信号波形図である。 1…リセット信号発生回路、2…フリップフロップ(F/
F)、3A,3B…出力データ保持回路、4…出力駆動部、5
…出力段トランジスタ(Tr)回路、RAS…ロウ・アドレ
ス・ストローブ信号、CAS…カラム・アドレス・ストロ
ーブ信号、WE…ライト・イネーブル信号、MC…メモリセ
ル、A1〜A3…アンド回路、I1〜I5…インバータ回路、N1
〜N3…ナンド回路、NOR…ノア回路、DIN…データ入力、
DOUT…データ出力。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】行アドレスストローブ信号および列アドレ
    スストローブ信号の組合せによりセット信号を供給され
    るフリップフロップと、前記両信号および書込信号の組
    合せにより前記フリップフロップのリセット信号を作成
    するリセット信号発生回路と、メモリセルからのデータ
    を保持する出力データ保持回路と、前記出力データ保持
    回路の出力および前記フリップフロップ出力の論理をと
    る出力駆動部と、前記出力駆動部により駆動される出力
    段トランジスタ回路とを有し、前記列アドレスストロー
    ブ信号が非活性で且つ前記書込信号が活性のロジックレ
    ベルになることにより前記リセット信号を発生させ、前
    記フリップフロップをリセットして記憶させるととも
    に、その記憶内容に基づき前記出力段トランジスタ回路
    をハイインピーダンス状態にすることを特徴とする半導
    体メモリの出力制御回路。
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