JP4413413B2

JP4413413B2 - Semiconductor memory device and digital film

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Publication number: JP4413413B2
Application number: JP2000320494A
Authority: JP
Inventors: 聖子中元
Original assignee: Asahi Kasei EMD Corp
Current assignee: Asahi Kasei EMD Corp
Priority date: 2000-10-20
Filing date: 2000-10-20
Publication date: 2010-02-10
Anticipated expiration: 2020-10-20
Also published as: JP2002133872A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デュアルポート型の半導体記憶装置とその半導体記憶装置を利用したデジタルフィルタとに係り、特に、ΔΣ型ＤＡコンバータのインタポレーションフィルタとして用いられるデジタルフィルタに好適な半導体記憶装置とその半導体記憶装置を利用したデジタルフィルタとに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ΔΣ型ＤＡコンバータのようなオーバーサンプリング型ＤＡコンバータのインタポレーションフィルタ（Interpolation Filter）としては、下記１式に示すような演算を行うハーフバンド（Half Band）のＦＩＲフィルタ（Finite Impulse Response Filter）が知られている。
【０００３】
Ｙ(z)＝ｈ₁*Ｘ(0)＋ｈ₃*Ｘ(z^-1)＋・・・＋ｈ_2n-1*Ｘ(z^-n+1)＋ｈ_2n+1*Ｘ(z^-n) ...（１）
ただし、ｈ_n+1＝１、ｈ_(n+1)+m＝ｈ_(n+1)-m
上記１式に示されるような演算は、最新の時系列データＸ(0)が入力されてから、次に最新の時系列データＸ(0)が入力されるまでの１サイクルの間に、図７に示すように、予めメモリ３７に記憶しておいた時系列データＸ(z^-k)をそのメモリ３７から読み出して、その読み出した時系列データＸ(z^-k)に所定の係数ｈ_2k-1を乗じ、その乗算結果を累積加算することにより行われていた。
【０００４】
上記１式に示されるような演算を行う場合、データの数を示すタップ数は、ＦＩＲフィルタの特性に大きな影響を与える。タップ数は１サイクル内で可能な乗算回数により既定され、その特性を向上するためには１サイクル内での乗算回数を増やせばよいが、所定の時間が決まった１サイクル内で乗算回数を増加させることは困難であった。
【０００５】
そのため、通常は、プレアディング（Pre Adding）という手法を用いて、上記１式を下記２式に示すように変形し、乗算回数を増やすことなくタップ数を増加することができるようにしている。
Ｙ(z)＝ｈ₁*Ｘ(0)＋ｈ₃*Ｘ(z^-1)＋・・・＋ｈ_2n-1*Ｘ(z^-n+1)＋ｈ_2n+1*Ｘ(z^-n)
＝Σｈ_2k+1*｛Ｘ(z^-k)＋Ｘ(z^-n+k)｝ ...（２）
ただし、ｋ＝０〜(n+1)/2
上記２式に示されるような演算は、図８に示すように、予めメモリ３７に記憶しておいた時系列データＸ(z^-k)とＸ(z^-n+k)とを２つ同時に読み出して、その読み出した時系列データＸ(z^-k)とＸ(z^-n+k)とを加算し、その加算結果に所定の係数ｈ_2k-1を乗じ、その乗算結果を加算することにより行われる。
【０００６】
例えばメモリに記憶されている２Ｎ個の時系列データＸ(ｊ)に対して上記２式で示されるディジタルインタポレーションフィルタが用いられる場合にあっては、図９のタイミングチャートに示すように、クロック信号ＣＬＫ１で示される１サイクル中に、周期が一定の信号をＮ回繰り返すクロック信号ＣＬＫ２に応じて、メモリから時系列データを出力Ａ及び出力Ｂとして２つ同時に読み出すようになっており、Ｘ(N)とＸ(N+1)、Ｘ(N-1)とＸ(N+2)、...、Ｘ(1)とＸ(2N)等を同時に読み出すようになっている。
【０００７】
このように、２Ｎ個の時系列データの前半部分と後半部分とを同時に読み出す場合にあっては、Ｎ個の時系列データを記憶可能なシングルポート型のメモリを２つ用いるのでもよいが、レイアウト面積が大きくなってしまうため、通常は、２Ｎ個の時系列データを記憶可能なデュアルポート型のメモリを用いる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、デュアルポート型のメモリを使用する場合にあっては、単に最上位アドレスの行アドレスの最上位の列アドレスに対応するメモリセルから順に新しい時系列データを記憶させるのでは、図１０（ａ）に示すように、出力Ａとして新しいサイクルにおいて最初に読み出される時系列データＸ(N+1)は、図１０（ｂ）に示すように、前のサイクルで最初に読み出された時系列データＸ(N)が格納されていたメモリセルの行アドレス及び列アドレスを１つずらしたところになるため、前のサイクルで最初に読み込まれたメモリセルの行アドレス及び列アドレスを記憶しておくための回路が必要となり、回路規模が大きくなるという問題点があった。
【０００９】
本発明は上記問題点の解決を目的とするものであって、メモリセルのアドレスを記憶する回路を用いずに、データＸ(z^-k)とＸ(z^-n+k)とが記憶されているメモリセルを特定することができる半導体記憶装置およびデジタルフィルタを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明である半導体記憶装置は、行および列の両方向にアレイ状に配置された複数のメモリセルを有し、前記複数のメモリセルは、それぞれ第１のポートと第２のポートとで独立に選択されて記憶または読み出しがなされるようになっており、さらに前記複数のメモリセルは行または列方向に第１のグループと第２のグループに分割されているメモリセルアレイと、前記複数のメモリセルの第１のポートにそれぞれ接続され、かつ前記分割された第１のグループと第２のグループのメモリセルを同時に選択する第１のワード線群と、前記複数のメモリセルの第２のポートにそれぞれ接続され、かつ前記分割された第１のグループと第２のグループのメモリセルを同時に選択する第２のワード線群と、前記第１のワード線群のワード線を順に選択するための選択信号を循環して出力する第１のシフトレジスタと、前記第２のワード線群のワード線を順に選択するための選択信号を循環して出力する第２のシフトレジスタと、前記第１のシフトレジスタで選択されたワード線に接続された第１のグループと第２のグループのメモリセルの第１のポートから読み出されたデータのうち、第１のグループから読み出されたデータと、第２のグループから読み出されたデータとから、所定の条件で選択して第１の出力信号を出力する第１のデータ選択手段と、前記第２のシフトレジスタで選択されたワード線に接続された第１のグループと第２のグループのメモリセルの第１のポートから読み出されたデータのうち、第１のグループから読み出されたデータと、第２のグループから読み出されたデー夕とから、所定の条件で選択して第２の出力信号を出力する第２のデータ選択手段と、を具備することを特徴とする。
【００１１】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の発明である半導体記憶装置において、前記第１のシフトレジスタと前記第２のシフトレジスタとが循環して順にワード線を選択する方向は、互いに逆方向であることを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の発明である半導体記憶装置において、前記第１のデータ選択手段および前記第２のデータ選択手段は、前記第１のシフトレジスタと前記第２のシフトレジスタとが選択するワード線が第１番目から最終番目へ移行する際、または最終番目から第１番目へ移行する際に出力される信号と、デジタルフィル夕の演算に必要なデータを出力するためのサイクルの切り替わりで出力される信号とに基づいて制御されることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に係る発明は、請求項３に記載の半導体記憶装置において、前記サイクルの一番最後に選択されたメモリセルに新たなデー夕を記憶することを特徴とする。
請求項５に係る発明は、請求項１〜４に記載の発明である半導体記憶装置において、１つのワード線で選択される前記第１のグループおよび第２のグループのメモリセルはそれぞれ処理されるチャネル数に応じた数の複数のメモリセルからなることを特徴とする。
【００１３】
一方、上記課題を解決するために、請求項６に係る発明であるデジタルフィルタは、請求頃１ないし５のいずれかに記載の半導体記憶装置と、前記半導体記憶装置から出力される第１の出力信号と第２の出力信号を互いに加算する加算手段と、前記加算された出力信号と係数を乗算する乗算手段と、前記乗算された演算結果を累積加算する累積加算手段と、を具備する。
【００１４】
したがって、請求項１ないし４に係る発明である半導体記憶装置にあっては、第１及び第２のシフトレジスタで第１又は第２のワード線群を順次選択するとともに、第１及び第２のデータ選択手段で第１または第２のグループのデータを順次選択するだけで、データＸ(z^-k)とＸ(z^-n+k)とが記憶されているメモリセルを特定することができるので、メモリセルのアドレスを記憶しておく回路を必要とせず、回路規模を小さくすることができ、プレアディング手法を用いたデジタルフィルタに用いて好適である。
【００１５】
さらに、請求項５に係る発明にあっては、前記メモリセルアレイに記憶されるメモリセルが複数であるため、複数チャンネルに対応でき、例えば、オーディオ装置の左側スピーカと右側スピーカとに供給されるデータを１単位のデータとして記憶することにより、前記左側スピーカと右側スピーカとに供給されるデータをほぼ同一時刻に読み出すことができ、データの種類が増えてもメモリセルアレイの数を増やさなくても済み、回路規模を大きくせずに済む。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る半導体記憶装置を用いてプレアディング手法を用いたデジタルＦＩＲフィルタを構成し、ΔΣ型ＤＡコンバータに適用した例について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１実施形態におけるΔΣ型ＤＡコンバータの概略構成図である。
【００１７】
図１に示すように、本実施形態におけるΔΣ型ＤＡコンバータは、インタポレーションフィルタ１、２及び４と、ΔΣ変調器５と、ローパスフィルタ６ａ、６ｂとを備えている。
インタポレーションフィルタ１、２、４はそれぞれ入力されるデジタル信号を補間して、サンプリング周波数を高くし、所定の周波数特性を有するフィルタである。
【００１８】
例えば、１６bit３２kHzサンプリングのＰＣＭデジタル信号（Ｌch、Ｒch）が入力され、それぞれで２倍のサンプリング周波数に変換され、最終的に８倍サンプリング周波数とされる。
ΔΣ変調器５は、ノイズシェーパとも呼ばれ、ノイズを高域におし上げて、１ビット（多ビットでもよい）の密度変調されたＰＤＭ信号を出力する。
【００１９】
この段階でＬchとＲchの２チャンネルに分離され、それぞれローパスフィルタ６ａ、６ｂで高域ノイズを除去し、アナログ信号を出力する。
インタポレーションフィルタ１、２、４は、前述したように、デジタルフィルタで構成され、ハーフバンドＦＩＲフィルタになっている。
インタポレーションフィルタ１、２、４はそれぞれ入力されたデジタル信号を記憶保持するデュアルポート型メモリ３と、プレアディングするための加算機７、データに乗算する係数が記憶された係数メモリ８、加算されたデータと係数を乗算して累積加算する乗累算器９と、を備えている。なお、インタポレーションフィルタ２、４は、インタポレーションフィルタ１と同様の構成であるので、簡略化して図示している。
【００２０】
そして、前記２式に示すように、インタポレーションフィルタ１のタップ数を２Ｎとすると、デュアルポート型メモリ３に記憶されているデータＸ(z^-k)とＸ(z^N-k)とを２つ同時に読み出して、その読み出したデータを加算機７で加算し、その加算結果に所定の係数ｈ_2k-1を乗じ、その乗算結果を累積加算して、インタポレーションフィルタ１で補間されたデータＹ(z)を出力するようになっている。
【００２１】
デュアルポート型メモリ３は、図２および図３に示すように、行および列の両方向にアレイ状に配置された複数のメモリセル１０を有する複数のメモリセルアレイ１１と、所定の周期でメモリセルアレイ１１の行を順次選択して巡回する第１のシフトレジスタ１２及び第２のシフトレジスタ１３と、メモリセルアレイ１１の上位側の列群であるＡグループと下位側の列群であるＢグループとを交互に選択する第１の列選択部１４及び第２の列選択部１５と、出力データのセンスアンプ３２、３５と入力データのゲート回路３３、３６とからなりメモリセルアレイ１１に対応して設けられる第１のインタフェース１６及び第２のインタフェース１７と、上記各構成要素を初期状態に戻すカウンタ１８と、を備えている。
【００２２】
各メモリセルアレイ１１を構成するメモリセル１０には、１ビットずつ記憶するようになっている。そして、データは、デジタル値としては多ビットで表現される。そこで、その多ビットからなるデータを保存し、処理するためにデータのビット数と同じ個数のメモリセルアレイ１１が用意されている。それゆえ、メモリセルアレイ１１の数はデータの分解能によって決まり、例えばデータが２４ビットで表されるならば、２４個のメモリセルアレイ１１が用いられる。
【００２３】
また、各メモリセルアレイ１１は、インタポレーションフィルタ１に順次利用されるデータ群をＡグループの１列とＢグループの１列とで記憶するようになっている。それゆえ、メモリセルアレイ１１の行数はインタポレーションフィルタ１のタップ数によって決まり、インタポレーションフィルタ１のタップ数が２Ｎである場合には、メモリセルアレイ１１の行数はその半分のＮになる。また、メモリセルアレイ１１の列数は１つのメモリセルアレイ１１に何種類のデータが記憶されるかによって決まり、例えば１つのメモリセルアレイ１１に左チャンネル用のデータと右チャンネル用のデータ群との２種類のデータが記憶される場合には、列数は４になる。
【００２４】
デュアルポート型メモリ３は、各メモリセルアレイ１１の複数のメモリセル１０をそれぞれ行ごとに接続する複数の第１のワード線１９と、第１のワード線１９とは別に、各メモリセルアレイ１１の複数のメモリセル１０をそれぞれ行ごとに接続する複数の第２のワード線２０と、各メモリセルアレイ１１の複数のメモリセル１０をそれぞれ列ごとに接続する複数の第１のビット線２１と、第１のビット線２１とは別に、各メモリセルアレイ１１の複数のメモリセル１０をそれぞれ列ごとに接続する複数の第２のビット線２２とを有し、第１のワード線１９と第１のビット線２１とにより又は第２のワード線２０と第２のビット線２２とにより各メモリセルアレイ１１の任意のメモリセル１０を選択できるようになっている。
【００２５】
第１のシフトレジスタ１２は、図３に示すように、一列に連結されたＮ個のＤ−ＦＦ（Ｄフリップフロップ）回路２３を備え、各Ｄ−ＦＦ回路２３には、前段のＤ−ＦＦ回路２３の出力とＣＬＫＡ信号（第１の行方向基準クロック）とが入力され、ＣＬＫＡ信号に同期してＤ−ＦＦ回路２３の出力をシフトするとともに、最終段のＤ−ＦＦ回路２３が初段のＤ−ＦＦ回路２３に連結されていて、Ｄ−ＦＦ回路２３の出力を巡回するようになっている。ＣＬＫＡ信号は、所定周期を有する方形波が、１サイクル中に（Ｎ−１）回だけ繰り返されてなる信号である。
【００２６】
また、初段のＤ−ＦＦ回路２３の出力は、複数のメモリセルアレイ１１の最上位のアドレス行を接続する第１のワード線１９に接続され、最終段のＤ−ＦＦ回路２３の出力は最下位のアドレス行を接続する第１のワード線１９に接続され、その他の各Ｄ−ＦＦ回路２３の出力はそれぞれ対応する第１のワード線１９に接続されている。そして、初期状態において、初段のＤ−ＦＦ回路２３には“Ｈ”レベルが、他の全てのＤ−ＦＦ回路２３には“Ｌ”レベルが設定されるため、ＣＬＫＡ信号に同期して“Ｈ”レベル信号がＤ−ＦＦ回路２３を順次シフトするから、ＣＬＫＡ信号に同期して現在選択されている第１のワード線１９よりも１つ下位の第１のワード線１９を順次選択するようになっている。
【００２７】
第２のシフトレジスタ１３も、一列に連結されたＮ個のＤ−ＦＦ回路２４を備えるが、各Ｄ−ＦＦ回路２４には、前段のＤ−ＦＦ回路２４の出力とＣＬＫＢ信号（第２の行方向基準クロック）とが入力され、ＣＬＫＢ信号に同期してＤ−ＦＦ回路２４の出力をシフトするとともに、最終段のＤ−ＦＦ回路２４が初段のＤ−ＦＦ回路２４に連結されていて、Ｄ−ＦＦ回路２４の出力を巡回するようになっている。ＣＬＫＢ信号は、ＣＬＫＡ信号の方形波と同一の周期を有する方形波が、１サイクル中に（Ｎ＋１）回だけ繰り返されてなる信号である。
【００２８】
また、初段のＤ−ＦＦ回路２４の出力は、複数のメモリセルアレイ１１の最下位のアドレス行を接続する第２のワード線２０に接続され、最終段のＤ−ＦＦ回路２４の出力は最上位のアドレス行を接続する第２のワード線２０に接続され、その他の各Ｄ−ＦＦ回路２４の出力はそれぞれ対応する第２のワード線２０に接続されている。そして、初期状態において、初段のＤ−ＦＦ回路２３には“Ｈ”レベルが、他の全てのＤ−ＦＦ回路２３には“Ｌ”レベルが設定されるため、ＣＬＫＢ信号に同期して“Ｈ”レベル信号がＤ−ＦＦ回路２３を順次シフトするから、ＣＬＫＢ信号に同期して現在選択されている第２のワード線２０よりも１つ上位の第２のワード線２０を順次選択するようになっている。
【００２９】
第１の列選択部１４は、第１のシフトレジスタ１２の最終段のＤ−ＦＦ回路２３の出力ＰｕｌｓｅＡと１サイクルに１つの方形波を発生するＣＬＫ１信号（サイクル基準クロック）とが入力されるＯＲ回路２５と、クロック端子にＯＲ回路２５の出力が入力されるとともにデータ端子に“Ｈ”レベル信号が入力されるＴ−ＦＦ（Ｔフリップフロップ）回路２６と、Ｔ−ＦＦ回路２６の出力ＱＡ及びＣＬＫＡ信号（読み出し基準クロック）が入力されるＬＯＧＩＣ回路２７と、を備える。
【００３０】
それゆえ、ＯＲ回路２５の出力は、新しいサイクルが始まるとき及び最下位のアドレス行の第１のワード線１９が選択されたときに、“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベルに変化するとともに、Ｔ−ＦＦ回路２６の出力は、ＯＲ回路２５の出力が“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベルに変化するときに“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルに又は“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベルに反転するようになっていて、新しいサイクルが始まるとき及び最下位のアドレス行の第１のワード線１９が選択されたときに出力ＱＡが反転するようになっている。
【００３１】
また、ＬＯＧＩＣ回路２７は、Ｔ−ＦＦ回路２６の出力ＱＡが“Ｈ”レベルであるときは複数のメモリセルアレイ１１のＢグループを選択し、Ｔ−ＦＦ回路２６の出力ＱＡが“Ｌ”レベルであるときはＡグループを選択するようになっており、新しいサイクルが始まるとき及び最下位のアドレス行の第１のワード線１９が選択されたときにＡグループとＢグループとを交互に選択するとともに、ＣＬＫＡ信号が“Ｌ”レベルの場合には各グループのうちの下位のアドレス列を選択し、ＣＬＫＡ信号が“Ｈ”レベルの場合には各グループのうちの上位のアドレス列を選択する信号を複数の第１のインタフェース１６に出力するようになっている。
【００３２】
第２の列選択部１５も、第２のシフトレジスタ１３の最終段のＤ−ＦＦ回路２４の出力ＰｕｌｓｅＢとＣＬＫ１信号とが入力されるＯＲ回路２８と、クロック端子にＯＲ回路２５の出力が入力されるとともにデータ端子に“Ｈ”レベル信号が入力されるＴ−ＦＦ（Ｔフリップフロップ）回路２９と、Ｔ−ＦＦ回路２９の出力ＱＢ及びＣＬＫＢ信号（読み出し基準クロック）が入力されるＬＯＧＩＣ回路３０と、を備える。
【００３３】
それゆえ、ＯＲ回路２８の出力は、新しいサイクルが始まるとき及び最上位のアドレス行の第２のワード線２０が選択されたときに、出力が“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベルに変化するとともに、Ｔ−ＦＦ回路２９の出力は、ＯＲ回路２８の出力が“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベルに変化すると出力ＱＢが反転するようになっていて、新しいサイクルが始まるとき及び最上位のアドレス行の第２のワード線２０が選択されたときに出力ＱＢが反転するようになっている。
【００３４】
また、ＬＯＧＩＣ回路３０は、Ｔ−ＦＦ回路２９の出力ＱＢが“Ｈ”レベルであるときは複数のメモリセルアレイ１１のＡグループを選択し、Ｔ−ＦＦ回路２９の出力ＱＢが“Ｌ”レベルであるときはＢグループを選択するようになっており、新しいサイクルが始まるとき及び最上位のアドレス行の第２のワード線２０が選択されたときに、ＡグループとＢグループとを交互に選択するとともに、ＣＬＫＢ信号が“Ｌ”レベルの場合には各グループのうちの下位のアドレス列を選択し、ＣＬＫＢ信号が“Ｈ”レベルの場合には各グループのうちの上位のアドレス列を選択する信号を複数の第２のインタフェース１７に出力するようになっている。
【００３５】
第１のインタフェース１６は、第１の列選択部１４のＬＯＧＩＣ回路２７の出力に基づいて４本の第１のビット線２１のうちのいずれか１つを選択するセレクタ３１と、セレクタ３１に選択された第１のビット線２１上のデータを増幅するセンスアンプ３２と、セレクタ３１に選択された第１のビット線２１に入力するデータのゲート回路３３と、を備え、データ入力時には、データを１ビットづつ各第１のインタフェース１６のゲート回路３３を開いて、１ビットのデータを第１のビット線２１を経由してメモリセル１０に記憶するようになっており、データ出力時には、第１のシフトレジスタ１２及び第１の列選択部１４で選択されたメモリセル１０に記憶されていた１ビットのデータを第１のビット線２１を経由してセンスアンプ３２に入力して増幅し、各センスアンプ３２から出力される１ビットのデータを出力するようになっている。
【００３６】
第２のインタフェース１７も、第２の列選択部１５のＬＯＧＩＣ回路３０の出力に基づいて第２のビット線２２を選択するセレクタ３３と、セレクタ３３に選択された第２のビット線２２上のデータを増幅するセンスアンプ３５と、セレクタ３３に選択された第２のビット線２２を介してメモリセル１０に入力するデータのラッチ回路３６と、を備え、データ入力時には、データを１ビットずつ各第２のインタフェース１７のラッチ回路３６を開いて、１ビットのデータを第２のビット線２２を経由してメモリセル１０に記憶するようになっており、データ出力時には、第２のシフトレジスタ１３及び第２の列選択部１５で選択されたメモリセル１０に記憶されていた１ビットのデータを第２のビット線２２を経由してセンスアンプ３５に出力して増幅し、各センスアンプ３５から出力される１ビットのデータを出力するようになっている。
【００３７】
なお、メモリセルアレイ１１には、左チャンネルと右チャンネルとで同じタイミングに発せられるデータｘ_j(L)、ｘ_j(R)が、同じグループの同じアドレス行内において下位側のアドレス列に対応するメモリセル１０と上位側のアドレス列に対応するメモリセル１０とに個別に記憶されるようになっており、マルチチャンネルであっても制御はほとんど増えない。
【００３８】
以上のように構成された本実施の形態の半導体記憶装置の動作を図面に基づいて説明する。
図４（ａ）及び図５（ａ）に示すように、第１のシフトレジスタ１２の出力により、複数のメモリセルアレイ１１の最上位の行アドレスに対応する第１のワード線１９が選択されて、その行のメモリセル１０が選択されるとともに、第１の列選択部１４の出力に基づいて第１のインタフェース１６のセレクタ３１により下位のアドレス列から上位のアドレス列に向けて第１のビット線２１が順番に選択されて、Ａグループのメモリセル１０に記憶されている１ビットのデータｘ_N(L)、ｘ_N(R)が第１のビット線２１を通じて読み出され、第１のインタフェース１６を介して出力される。
【００３９】
次いで、ＣＬＫＡ信号の１クロックが経過したとする。すると、第１のシフトレジスタ１２により、ＣＬＫＡ信号に同期してＤ−ＦＦ回路２３の出力である“Ｈ”レベル信号がシフトされて１つ下位のアドレス行（Ｎ−１）行が選択され、上記と同様の手順でデータｘ_N-1(L)、ｘ_N-1(R)が読み出される。
そして、ＣＬＫＡ信号のクロックがなくなるまで上記手順が繰り返され、最下位のアドレス行に対応するメモリセル１０に記憶されているデータｘ₁(L)、ｘ₁(R)が読み出されたところでアドレス行の選択及びデータの読み出しが終了する。
【００４０】
同時に、第２のシフトレジスタ１３の出力により、図５（ａ）及び図６（ａ）に示すように、複数のメモリセルアレイ１１の最上位の行アドレスに対応する第２のワード線２０が選択されて、その行のメモリセル１０が選択されるとともに、第２の列選択部１５の出力に基づいて第２のインタフェース１７のセレクタ３４により上位のアドレス列から下位のアドレス列に向けて第２のビット線２２が順番に選択されて、メモリセル１０に記憶されている１ビットのデータｘ_N+1(L)、ｘ_N+1(R)が第２のビット線２２を通じて読み出され、第２のインタフェース１７を介して出力される。
【００４１】
次に、ＣＬＫＢ信号の１クロックが経過したとする。すると、第２のシフトレジスタ１３により、ＣＬＫＢ信号に同期してＤ−ＦＦ回路２４の出力である“Ｈ”レベル信号がシフトされて１つ上位のアドレス行（２）行が選択され、上記と同様の手順でデータｘ_N+2(L)、ｘ_N+2(R)が読み出される。
そして、ＣＬＫＢ信号がＮクロック目まで上記手順が繰り返され、Ｎクロック目になったとき（１行からスタートしたときにはＮ行目に）ｘ_2N(L)、ｘ_2N(R)が書き込まれ、同時に読み出される。ここで、最上位のアドレス行が選択されたときにＰｕｌｓｅＢ信号が発生され、第２の列選択部１５のＴ−ＦＦ回路２９の出力ＱＢが“Ｌ”レベルであったのが反転して“Ｈ”レベルとなり、第２の列選択部１５のＬＯＧＩＣ回路３０によりＡグループが選択される。ＣＬＫＢ信号は１クロック多いので、次の行すなわち、１行目に移動して、次のサイクルを待つ。
【００４２】
このようにして、メモリセル１０のアドレスを記憶しておく回路を用いずに、データＸ(z^-k)とＸ(z^-N+k)とが記憶されているメモリセル１０を特定して同時に読み出すことができるので、プレアディング手法を用いたインタポレーションフィルタを小さな回路規模で構成することができる。
また、新しいサイクルが始まったとする。すると、図４（ｂ）及び図５（ｂ）に示すように、ＣＬＫ１信号のエッジにより第１のシフトレジスタ１２のＴ−ＦＦ回路２３の出力ＱＡが“Ｌ”レベルであったのが反転して“Ｈ”レベルになり、第１の列選択部１４によりＢグループが選択されるとともに、第１のシフトレジスタ１２により最下位の行アドレスに対応する第１のワード線１９が選択され、第１の列選択部１４の出力に基づいて第１のインタフェース１６のセレクタ３１により下位のアドレス列から上位のアドレス列に向けて第１のビット線２１が順番に選択されて、メモリセル１０に記憶されている１ビットのデータｘ_N+1(L)、ｘ_N+1(R)が第１のビット線２１を通じて読み出される。
【００４３】
次いで、ＣＬＫＡ信号の１クロックが経過したとする。すると、第１のシフトレジスタ１２のＤ−ＦＦ回路２３の出力である“Ｈ”レベル信号がが最終段から初段にシフトされ、Ｔ−ＦＦ回路２３の出力ＱＡが再び反転して“Ｌ”レベルになり、第１の列選択部１４のＬＯＧＩＣ回路２７によりＡグループが選択されるとともに、第１の列選択部１４の出力に基づいて第１のインタフェース１６のセレクタ３１により下位のアドレス列から上位のアドレス列に向けて第１のビット線２１が順番に選択されて、メモリセル１０に記憶されているデータｘ_N(L)、ｘ_N(R)が第１のビット線２１を通じて読み出される。
【００４４】
そして、１サイクルが終了するまで上記手順が繰り返され、最下位のアドレス行から２番目のアドレス行に対応するメモリセル１０に記憶されているデータｘ₂(L)、ｘ₂(R)が読み出されたところでアドレス行の選択及びデータの読み出しが終了される。
同時に、図５（ｂ）及び図６（ｂ）に示すように、ＣＬＫ１信号のエッジにより第２のシフトレジスタ１３のＴ−ＦＦ回路２４の出力ＱＢが“Ｈ”レベルであったのが反転して“Ｌ”レベルになり、第２の列選択部１５のＬＯＧＩＣ回路３０によりＢグループが選択されるとともに、第１のシフトレジスタ１２により最下位のアドレス行から２番目のアドレス行の第２のワード線２０が選択され、第２の列選択部１５の出力に基づいて第２のインタフェース１７のセレクタ３４により下位のアドレス列から上位のアドレス列に向けて第２のビット線２２が順番に選択され、メモリセル１０に記憶されているデータｘ_N+2(L)、ｘ_N+2(R)が第２のビット線２２を通じて読み出される。
【００４５】
次いで、上記手順が繰り返されて第２のシフトレジスタ１３のＤ−ＦＦ回路２３の出力の“Ｈ”レベル信号が最終段から初段に移されると、Ｔ−ＦＦ回路２４の出力ＱＢが再び反転して“Ｈ”レベルになり、第２の列選択部１５によりＡグループが選択されるとともに、第１の列選択部１４の出力に基づいて第２のインタフェース１７のセレクタ３４により下位のアドレス列から上位のアドレス列に向けて第２のビット線２２が順番に選択され、最終的に、１行目のメモリセル１０にデータｘ_2N+1(L)、ｘ_2N+1(R)が第２のビット線２２を通じて記憶され、同時に読み出される。
【００４６】
３回目のサイクルにおいても、図４（ｃ）、図５（ｃ）、及び図６（ｃ）に示すように、４回目のサイクルにおいても、図４（ｄ）、図５（ｄ）、及び図６（ｄ）に示すように、上記手順が繰り返される。
なお、上記の動作は、第１のインタフェース１６の出力のアドレスがＡグループのＮのとき、第２のインタフェース１７の出力のアドレスがＢグループの１になっているという相関関係があるとき実行される。しかし、ノイズ等によって相関関係がずれると正しい演算を行えなくなる。そこで、所定の感覚でリセットして相関関係を保つようにしている。つまり、カウンタ１８は、ＣＬＫ１信号のクロック数をカウントして、最初のサイクル開始時と２Ｎサイクル毎とにリセット信号ＲＳＴを第１のシフトレジスタ１２、第２のシフトレジスタ１３、第１の列選択部１４、第２の列選択部１５に出力するようになっている。
【００４７】
そして、２Ｎ回目のサイクル毎に、カウンタ１８によりリセット信号ＲＳＴが出力され最初のサイクル開始時と同様の初期状態に設定される。
このように、カウンタ１８が２Ｎサイクル毎にリセット信号ＲＳＴを出力することにより、例えば、ノイズの影響などにより、第１のシフトレジスタ１２のＤ−ＦＦ回路２３の出力が正しい位置からずれたところで“Ｈ”レベル信号を出力し、第１のシフトレジスタ１２が正しい位置からずれたところを選択していたとしても正しい位置に戻すことができる。
【００４８】
また、左チャンネル用のデータと右チャンネル用のデータとを供給する例を示したが、２種類のデータを供給する場合に限ったものではなく、１種類のデータを供給する場合に用いてもよく、また、２種類以上のデータを供給する場合に用いてもよい。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る半導体記憶装置にあっては、メモリセルのアドレスを記憶しておく回路を用いずに、データＸ(z^-k)とＸ(z^-n+k)とが記憶されているメモリセルを特定することができるので、回路規模を小さくすることができ、プレアディング手法を用いたデジタルＦＩＲフィルタに用いて好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態におけるデジタルＦＩＲフィルタを用いたＤＡコンバータの概略構成図である。
【図２】図１のデジタルフィルタに用いられるデュアルポート型メモリの概略構成図である。
【図３】図１のデジタルフィルタに用いられるデュアルポート型メモリの要部拡大図である。
【図４】図３のデュアルポート型メモリの動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図５】図３のデュアルポート型メモリの動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図６】図３のデュアルポート型メモリの動作を説明するための説明図である。
【図７】従来のデジタルフィルタの概略構成図である。
【図８】図７のデジタルフィルタにプレアディング手法を用いた概略構成図である。
【図９】図８のデジタルフィルタに用いられるデュアルポート型メモリの動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図１０】図８のデジタルフィルタに用いられるデュアルポート型メモリの動作を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１、２、４インタポレーションフィルタ
３デュアルポート型メモリ
５ ΔΣ変調器
６ａ、６ｂローパスフィルタ
７加算機
８係数メモリ
９乗累加算器
１０メモリセル
１１メモリセルアレイ
１２第１のシフトレジスタ
１３第２のシフトレジスタ
１４第１の列選択部
１５第２の列選択部
１６第１のインタフェース
１７第２のインタフェース
１８カウンタ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a dual-port semiconductor memory device and a digital filter using the semiconductor memory device, and more particularly to a semiconductor memory device suitable for a digital filter used as an interpolation filter of a ΔΣ DA converter and the semiconductor The present invention relates to a digital filter using a storage device.
[0002]
[Prior art]
As an interpolation filter of an oversampling DA converter such as a ΔΣ DA converter, there is a half band FIR filter (Finite Impulse Response Filter) that performs an operation represented by the following equation (1). Are known.
[0003]
Y (z) = h₁* X (0) + h_Three* X (z^-1) + ... + h_2n-1* X (z^{-n + 1}) + H_{2n + 1}* X (z^-n) ... (1)
However, h_{n + 1}= 1, h_{(n + 1) + m}= H_{(n + 1) -m}
The calculation shown in the above formula 1 is performed during one cycle from the time when the latest time series data X (0) is input to the time when the latest time series data X (0) is input. As shown in FIG. 7, the time series data X (z^-k) From the memory 37, and the read time-series data X (z^-k) And a predetermined coefficient_2k-1And the multiplication result is cumulatively added.
[0004]
When performing the calculation shown in the above equation 1, the number of taps indicating the number of data greatly affects the characteristics of the FIR filter. The number of taps is determined by the number of multiplications that can be performed within one cycle. To improve the characteristics, the number of multiplications within one cycle may be increased. However, the number of multiplications is increased within one cycle with a predetermined time. It was difficult to do.
[0005]
For this reason, usually, using a technique called pre-adding, the above formula 1 is modified as shown in the following formula 2, so that the number of taps can be increased without increasing the number of multiplications.
Y (z) = h₁* X (0) + h_Three* X (z^-1) + ... + h_2n-1* X (z^{-n + 1}) + H_{2n + 1}* X (z^-n)
= Σh_{2k + 1}* {X (z^-k) + X (z^{-n + k})} ... (2)
However, k = 0 to (n + 1) / 2
As shown in FIG. 8, the calculation as shown in the above two formulas is performed as time-series data X (z^-k) And X (z^{-n + k}) At the same time, and the read time-series data X (z^-k) And X (z^{-n + k}) And a predetermined coefficient h to the addition result_2k-1And multiplying the multiplication results.
[0006]
For example, in the case where the digital interpolation filter represented by the above two formulas is used for 2N time-series data X (j) stored in the memory, as shown in the timing chart of FIG. In one cycle indicated by the clock signal CLK1, two time-series data are simultaneously read out as output A and output B from the memory in response to the clock signal CLK2 in which a signal having a constant period is repeated N times. (N) and X (N + 1), X (N-1) and X (N + 2),..., X (1) and X (2N), etc. are read simultaneously.
[0007]
Thus, in the case where the first half and the second half of 2N time-series data are read simultaneously, two single-port memories that can store N time-series data may be used. Since the layout area becomes large, a dual port type memory capable of storing 2N pieces of time series data is usually used.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of using a dual port type memory, simply storing new time-series data in order from the memory cell corresponding to the highest column address of the highest address row address is shown in FIG. As shown in FIG. 10B, the time series data X (N + 1) read first in the new cycle as the output A is the time series data read first in the previous cycle as shown in FIG. Since the row address and column address of the memory cell in which X (N) is stored are shifted by one, the row address and column address of the memory cell read first in the previous cycle are stored. Therefore, there is a problem that the circuit scale becomes large.
[0009]
The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and without using a circuit for storing the address of the memory cell, the data X (z^-k) And X (z^{-n + k}The object is to provide a semiconductor memory device and a digital filter capable of specifying a memory cell in which the memory cell is stored.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, a semiconductor memory device according to a first aspect of the present invention includes a plurality of memory cells arranged in an array in both row and column directions, and each of the plurality of memory cells includes a first memory cell. One port and a second port are independently selected for storage or reading, and the plurality of memory cells are divided into a first group and a second group in the row or column direction. And a first word line group that is connected to a first port of each of the plurality of memory cells and simultaneously selects the divided first group and second group memory cells. A second word line group respectively connected to a second port of the plurality of memory cells and simultaneously selecting the divided first group and second group memory cells; A first shift register that circulates and outputs a selection signal for sequentially selecting the word lines of the first word line group, and a selection signal for sequentially selecting the word lines of the second word line group. Read from the first port of the second shift register that outputs in a circulating manner, and the first group and the second group of memory cells connected to the word line selected by the first shift register Of the data, a first data selection means for selecting a predetermined condition from data read from the first group and data read from the second group and outputting a first output signal Of the data read from the first port of the memory cells of the first group and the second group connected to the word line selected by the second shift register, the data is read from the first group. Issued And over data to the data evening and read from the second group, characterized by comprising a second data selecting means for outputting a second output signal by selecting a predetermined condition.
[0011]
According to a second aspect of the present invention, in the semiconductor memory device according to the first aspect of the present invention, the first shift register and the second shift register circulate in order to select the word lines in order. It is the reverse direction.
According to a third aspect of the present invention, in the semiconductor memory device according to the first or second aspect of the present invention, the first data selection unit and the second data selection unit include the first shift register and the second data selection unit. The signal output when the word line selected by the shift register 2 shifts from the first to the last or from the last to the first, and the data necessary for the calculation of the digital fill It is controlled based on the signal output by the change of the cycle for outputting.
[0012]
According to a fourth aspect of the present invention, in the semiconductor memory device according to the third aspect, new data is stored in the memory cell selected at the end of the cycle.
According to a fifth aspect of the present invention, in the semiconductor memory device according to any one of the first to fourth aspects, the first group and second group of memory cells selected by one word line are processed. It consists of a plurality of memory cells corresponding to the number of channels.
[0013]
On the other hand, in order to solve the above-described problem, a digital filter according to a sixth aspect of the present invention includes a semiconductor memory device according to any one of claims 1 to 5 and a first output output from the semiconductor memory device. An adding means for adding the signal and the second output signal to each other; a multiplying means for multiplying the added output signal by a coefficient; and a cumulative adding means for cumulatively adding the multiplied operation results.
[0014]
Therefore, in the semiconductor memory device according to the first to fourth aspects of the present invention, the first and second word line groups are sequentially selected by the first and second shift registers, and the first and second word lines are selected. The data X (z^-k) And X (z^{-n + k}) Can be specified, so that a circuit for storing the memory cell address is not required, the circuit scale can be reduced, and a digital filter using a pre-adding technique can be used. It is suitable for use.
[0015]
Furthermore, in the invention according to claim 5, since there are a plurality of memory cells stored in the memory cell array, it is possible to support a plurality of channels. For example, data supplied to the left speaker and the right speaker of the audio device Is stored as one unit of data, the data supplied to the left speaker and the right speaker can be read out at substantially the same time, and the number of memory cell arrays need not be increased even if the number of data types increases. It is not necessary to increase the circuit scale.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an example in which a digital FIR filter using a pre-adding technique is configured using a semiconductor memory device according to the present invention and applied to a ΔΣ DA converter will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a ΔΣ DA converter according to a first embodiment of the present invention.
[0017]
As shown in FIG. 1, the ΔΣ type DA converter in this embodiment includes interpolation filters 1, 2 and 4, a ΔΣ modulator 5, and low-pass filters 6a and 6b.
Interpolation filters 1, 2, and 4 are filters having predetermined frequency characteristics by interpolating input digital signals to increase the sampling frequency.
[0018]
For example, a PCM digital signal (Lch, Rch) of 16 bits and 32 kHz sampling is input, converted to twice the sampling frequency, and finally set to an 8 times sampling frequency.
The ΔΣ modulator 5 is also called a noise shaper, raises noise to a high frequency, and outputs a 1-bit (may be multi-bit) density-modulated PDM signal.
[0019]
At this stage, it is separated into two channels, Lch and Rch, and high-frequency noise is removed by low-pass filters 6a and 6b, respectively, and an analog signal is output.
As described above, the interpolation filters 1, 2, and 4 are configured by digital filters and are half-band FIR filters.
The interpolation filters 1, 2, and 4 each have a dual-port memory 3 that stores and holds an input digital signal, an adder 7 for pre-adding, a coefficient memory 8 that stores a coefficient to multiply data, and an addition A multiplier / accumulator 9 that multiplies the obtained data by a coefficient and performs cumulative addition. The interpolation filters 2 and 4 have the same configuration as the interpolation filter 1 and are therefore shown in a simplified manner.
[0020]
As shown in the above equation 2, if the number of taps of the interpolation filter 1 is 2N, the data X (z^-k) And X (z^Nk) Are simultaneously read out, the read out data is added by the adder 7, and a predetermined coefficient h is added to the addition result._2k-1And the multiplication results are cumulatively added, and data Y (z) interpolated by the interpolation filter 1 is output.
[0021]
2 and 3, the dual port memory 3 includes a plurality of memory cell arrays 11 having a plurality of memory cells 10 arranged in an array in both row and column directions, and a memory cell array 11 at a predetermined cycle. The first shift register 12 and the second shift register 13 that sequentially select and circulate the rows, and the A group that is the upper column group and the B group that is the lower column group of the memory cell array 11 are alternately arranged. The first column selection unit 14 and the second column selection unit 15 to be selected, the output data sense amplifiers 32 and 35, and the input data gate circuits 33 and 36 are provided corresponding to the memory cell array 11. The first interface 16 and the second interface 17 and a counter 18 for returning the above-described components to the initial state are provided.
[0022]
One bit is stored in each memory cell 10 constituting each memory cell array 11. The data is expressed as a digital value with multiple bits. Therefore, the same number of memory cell arrays 11 as the number of bits of data are prepared for storing and processing the multi-bit data. Therefore, the number of memory cell arrays 11 is determined by the data resolution. For example, if the data is represented by 24 bits, 24 memory cell arrays 11 are used.
[0023]
Each memory cell array 11 stores a data group sequentially used for the interpolation filter 1 as one column of the A group and one column of the B group. Therefore, the number of rows of the memory cell array 11 is determined by the number of taps of the interpolation filter 1, and when the number of taps of the interpolation filter 1 is 2N, the number of rows of the memory cell array 11 is half that number. . The number of columns of the memory cell array 11 is determined by how many types of data are stored in one memory cell array 11. For example, two types of data for the left channel and a data group for the right channel are stored in one memory cell array 11. The number of columns is 4 when the data is stored.
[0024]
The dual port memory 3 includes a plurality of first word lines 19 that connect a plurality of memory cells 10 of each memory cell array 11 for each row, and a plurality of memory cell arrays 11 separately from the first word lines 19. A plurality of second word lines 20 for connecting the memory cells 10 for each row, a plurality of first bit lines 21 for connecting the plurality of memory cells 10 of each memory cell array 11 for each column, A plurality of second bit lines 22 for connecting a plurality of memory cells 10 of each memory cell array 11 for each column separately from the first bit line 21 and the first word line 19 and the first bit line 21 or an arbitrary memory cell 10 of each memory cell array 11 can be selected by the second word line 20 and the second bit line 22.
[0025]
As shown in FIG. 3, the first shift register 12 includes N D-FF (D flip-flop) circuits 23 connected in a line, and each D-FF circuit 23 includes a preceding D-FF. The output of the circuit 23 and the CLKA signal (first row direction reference clock) are input, the output of the D-FF circuit 23 is shifted in synchronization with the CLKA signal, and the final D-FF circuit 23 is the first stage. It is connected to the D-FF circuit 23 and circulates the output of the D-FF circuit 23. The CLKA signal is a signal obtained by repeating a square wave having a predetermined period only (N−1) times in one cycle.
[0026]
The output of the D-FF circuit 23 at the first stage is connected to the first word line 19 that connects the highest address row of the plurality of memory cell arrays 11, and the output of the D-FF circuit 23 at the final stage is the lowest. The other word lines 19 are connected to the first word lines 19 connected to the other address rows, and the outputs of the other D-FF circuits 23 are connected to the corresponding first word lines 19. In the initial state, the “H” level is set in the first stage D-FF circuit 23 and the “L” level is set in all other D-FF circuits 23, so that the “H” level is synchronized with the CLKA signal. Since the level signal sequentially shifts the D-FF circuit 23, the first word line 19 that is one level lower than the currently selected first word line 19 is sequentially selected in synchronization with the CLKA signal. It has become.
[0027]
The second shift register 13 also includes N D-FF circuits 24 connected in a line, and each D-FF circuit 24 includes an output of the preceding D-FF circuit 24 and a CLKB signal (second signal). And the output of the D-FF circuit 24 is shifted in synchronization with the CLKB signal, and the D-FF circuit 24 at the final stage is connected to the D-FF circuit 24 at the first stage. The output of the D-FF circuit 24 is circulated. The CLKB signal is a signal in which a square wave having the same period as the square wave of the CLKA signal is repeated (N + 1) times in one cycle.
[0028]
The output of the D-FF circuit 24 at the first stage is connected to the second word line 20 connecting the lowest address row of the plurality of memory cell arrays 11, and the output of the D-FF circuit 24 at the final stage is the highest. The other word lines 20 are connected to the second word line 20, and the outputs of the other D-FF circuits 24 are connected to the corresponding second word lines 20. In the initial state, since the “H” level is set in the first stage D-FF circuit 23 and the “L” level is set in all other D-FF circuits 23, the “H” level is set in synchronization with the CLKB signal. Since the level signal sequentially shifts the D-FF circuit 23, the second word line 20 that is one level higher than the currently selected second word line 20 is sequentially selected in synchronization with the CLKB signal. It has become.
[0029]
The first column selection unit 14 receives the output PulseA of the D-FF circuit 23 at the final stage of the first shift register 12 and the CLK1 signal (cycle reference clock) that generates one square wave in one cycle. The OR circuit 25, the T-FF (T flip-flop) circuit 26 in which the output of the OR circuit 25 is input to the clock terminal and the “H” level signal is input to the data terminal, and the output QA of the T-FF circuit 26 And a LOGIC circuit 27 to which a CLKA signal (reading reference clock) is input.
[0030]
Therefore, the output of the OR circuit 25 changes from the “H” level to the “L” level when a new cycle starts and when the first word line 19 of the lowest address row is selected. The output of the FF circuit 26 is inverted from the “L” level to the “H” level or from the “H” level to the “L” level when the output of the OR circuit 25 changes from the “H” level to the “L” level. The output QA is inverted when a new cycle starts and when the first word line 19 in the lowest address row is selected.
[0031]
The LOGIC circuit 27 selects the B group of the plurality of memory cell arrays 11 when the output QA of the T-FF circuit 26 is at “H” level, and the output QA of the T-FF circuit 26 is at “L” level. In some cases, the A group is selected. When a new cycle starts and when the first word line 19 of the lowest address row is selected, the A group and the B group are alternately selected. When the CLKA signal is at “L” level, a lower address column in each group is selected. When the CLKA signal is at “H” level, a signal for selecting an upper address column in each group is selected. The information is output to a plurality of first interfaces 16.
[0032]
The second column selector 15 also has an OR circuit 28 to which the output PulseB of the D-FF circuit 24 at the final stage of the second shift register 13 and the CLK1 signal are input, and an output of the OR circuit 25 to the clock terminal. The T-FF (T flip-flop) circuit 29 to which the “H” level signal is input to the data terminal, and the LOGIC circuit 30 to which the output QB and CLKB signals (read reference clock) of the T-FF circuit 29 are input. And comprising.
[0033]
Therefore, the output of the OR circuit 28 changes from the “H” level to the “L” level when a new cycle starts and when the second word line 20 of the highest address row is selected. The output of the T-FF circuit 29 is such that the output QB is inverted when the output of the OR circuit 28 changes from the “H” level to the “L” level. The output QB is inverted when the second word line 20 is selected.
[0034]
The LOGIC circuit 30 selects the A group of the plurality of memory cell arrays 11 when the output QB of the T-FF circuit 29 is at “H” level, and the output QB of the T-FF circuit 29 is at “L” level. In some cases, the B group is selected, and the A group and the B group are alternately selected when a new cycle starts and when the second word line 20 of the highest address row is selected. In addition, when the CLKB signal is at “L” level, a lower address column in each group is selected. When the CLKB signal is at “H” level, a signal for selecting an upper address column in each group. Are output to a plurality of second interfaces 17.
[0035]
The first interface 16 selects a selector 31 that selects any one of the four first bit lines 21 based on the output of the LOGIC circuit 27 of the first column selection unit 14, and selects the selector 31. A sense amplifier 32 that amplifies the data on the first bit line 21 and a data gate circuit 33 that is input to the first bit line 21 selected by the selector 31. The gate circuit 33 of each first interface 16 is opened bit by bit, and 1-bit data is stored in the memory cell 10 via the first bit line 21. The 1-bit data stored in the memory cell 10 selected by the shift register 12 and the first column selection unit 14 is sent to the sense amplifier 32 via the first bit line 21. Input and amplifies, and outputs a 1-bit data outputted from the sense amplifier 32.
[0036]
The second interface 17 also includes a selector 33 that selects the second bit line 22 based on the output of the LOGIC circuit 30 of the second column selection unit 15, and the second bit line 22 selected by the selector 33. A sense amplifier 35 that amplifies data; and a data latch circuit 36 that is input to the memory cell 10 via the second bit line 22 selected by the selector 33. The latch circuit 36 of the second interface 17 is opened so that 1-bit data is stored in the memory cell 10 via the second bit line 22, and the second shift register 13 is used when data is output. 1-bit data stored in the memory cell 10 selected by the second column selection unit 15 is output to the sense amplifier 35 via the second bit line 22. And to amplify, and outputs the data of 1 bit outputted from the sense amplifier 35.
[0037]
In the memory cell array 11, data x generated at the same timing in the left channel and the right channel._j(L), x_j(R) is individually stored in the memory cell 10 corresponding to the lower address column and the memory cell 10 corresponding to the upper address column in the same address row of the same group. Even so, control hardly increases.
[0038]
The operation of the semiconductor memory device of the present embodiment configured as described above will be described with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 4A and 5A, the first word line 19 corresponding to the top row address of the plurality of memory cell arrays 11 is selected by the output of the first shift register 12. The memory cell 10 in the row is selected, and the first bit from the lower address column to the upper address column is selected by the selector 31 of the first interface 16 based on the output of the first column selecting unit 14. Line 21 is selected in order, and 1-bit data x stored in memory cell 10 of group A_N(L), x_N(R) is read through the first bit line 21 and output via the first interface 16.
[0039]
Next, assume that one clock of the CLKA signal has elapsed. Then, the first shift register 12 shifts the “H” level signal that is the output of the D-FF circuit 23 in synchronization with the CLKA signal, and selects the next lower address row (N−1) row. Data x in the same procedure as above_N-1(L), x_N-1(R) is read out.
The above procedure is repeated until the clock of the CLKA signal is exhausted, and the data x stored in the memory cell 10 corresponding to the lowest address row is stored.₁(L), x₁When (R) is read, the selection of the address line and the reading of data are completed.
[0040]
At the same time, the second word line 20 corresponding to the highest row address of the plurality of memory cell arrays 11 is selected by the output of the second shift register 13 as shown in FIGS. 5 (a) and 6 (a). Then, the memory cell 10 in the row is selected, and the second 34 from the higher address column to the lower address column is selected by the selector 34 of the second interface 17 based on the output of the second column selector 15. 1 bit data x stored in the memory cell 10 are selected in order._{N + 1}(L), x_{N + 1}(R) is read through the second bit line 22 and output through the second interface 17.
[0041]
Next, assume that one clock of the CLKB signal has elapsed. Then, the second shift register 13 shifts the “H” level signal, which is the output of the D-FF circuit 24, in synchronization with the CLKB signal, and selects the address row (2) that is one level higher. Data x in the same procedure_{N + 2}(L), x_{N + 2}(R) is read out.
Then, the above procedure is repeated until the CLKB signal reaches the Nth clock, and when it reaches the Nth clock (when starting from the first row, the Nth row) x_2N(L), x_2N(R) is written and read simultaneously. Here, when the highest address row is selected, a PulseB signal is generated, and the fact that the output QB of the T-FF circuit 29 of the second column selection unit 15 is at the “L” level is inverted. It becomes H ″ level, and the LOGIC circuit 30 of the second column selection unit 15 selects the A group. Since the CLKB signal is increased by one clock, it moves to the next row, that is, the first row and waits for the next cycle.
[0042]
In this way, without using a circuit that stores the address of the memory cell 10, the data X (z^-k) And X (z^{-N + k}) Can be specified and read at the same time, an interpolation filter using a pre-adding technique can be configured with a small circuit scale.
Also assume that a new cycle has begun. Then, as shown in FIGS. 4B and 5B, the output QA of the T-FF circuit 23 of the first shift register 12 at the “L” level is inverted by the edge of the CLK1 signal. To the “H” level, the B group is selected by the first column selection unit 14, the first word line 19 corresponding to the lowest row address is selected by the first shift register 12, and The first bit line 21 is selected in order from the lower address column to the upper address column by the selector 31 of the first interface 16 based on the output of the first column selection unit 14 and stored in the memory cell 10. 1-bit data x_{N + 1}(L), x_{N + 1}(R) is read through the first bit line 21.
[0043]
Next, assume that one clock of the CLKA signal has elapsed. Then, the “H” level signal that is the output of the D-FF circuit 23 of the first shift register 12 is shifted from the final stage to the first stage, and the output QA of the T-FF circuit 23 is inverted again to become the “L” level. The A group is selected by the LOGIC circuit 27 of the first column selection unit 14, and the selector 31 of the first interface 16 selects the upper group from the lower address column based on the output of the first column selection unit 14. The first bit lines 21 are sequentially selected toward the address column of the data x stored in the memory cell 10_N(L), x_N(R) is read through the first bit line 21.
[0044]
The above procedure is repeated until one cycle is completed, and the data x stored in the memory cell 10 corresponding to the second address row from the lowest address row is stored.₂(L), x₂When (R) is read, the selection of the address row and the data reading are finished.
At the same time, as shown in FIGS. 5B and 6B, the output QB of the T-FF circuit 24 of the second shift register 13 is inverted to the “H” level by the edge of the CLK1 signal. And the B group is selected by the LOGIC circuit 30 of the second column selection unit 15, and the second address row of the second address row from the lowest address row is selected by the first shift register 12. The word line 20 is selected, and the second bit line 22 is sequentially selected from the lower address column to the upper address column by the selector 34 of the second interface 17 based on the output of the second column selection unit 15. Data x stored in the memory cell 10_{N + 2}(L), x_{N + 2}(R) is read through the second bit line 22.
[0045]
Next, when the above procedure is repeated and the “H” level signal output from the D-FF circuit 23 of the second shift register 13 is shifted from the last stage to the first stage, the output QB of the T-FF circuit 24 is inverted again. To the “H” level, the A column is selected by the second column selection unit 15, and from the lower address column by the selector 34 of the second interface 17 based on the output of the first column selection unit 14. The second bit lines 22 are sequentially selected toward the upper address column, and finally the data x is stored in the memory cells 10 in the first row._{2N + 1}(L), x_{2N + 1}(R) is stored through the second bit line 22 and read simultaneously.
[0046]
Also in the third cycle, as shown in FIGS. 4 (c), 5 (c), and 6 (c), also in the fourth cycle, FIG. 4 (d), FIG. 5 (d), and As shown in FIG. 6D, the above procedure is repeated.
The above operation is executed when there is a correlation that the output address of the first interface 16 is N in the A group and the output address of the second interface 17 is 1 in the B group. The However, if the correlation is shifted due to noise or the like, correct calculation cannot be performed. Therefore, the correlation is maintained by resetting with a predetermined feeling. That is, the counter 18 counts the number of clocks of the CLK1 signal and outputs the reset signal RST to the first shift register 12, the second shift register 13, and the first column selection at the start of the first cycle and every 2N cycles. Output to the unit 14 and the second column selection unit 15.
[0047]
Then, at every 2Nth cycle, the counter 18 outputs a reset signal RST, which is set to an initial state similar to that at the start of the first cycle.
Thus, when the counter 18 outputs the reset signal RST every 2N cycles, for example, when the output of the D-FF circuit 23 of the first shift register 12 deviates from the correct position due to the influence of noise or the like, “ Even if the H ″ level signal is output and the first shift register 12 selects a position shifted from the correct position, it can be returned to the correct position.
[0048]
Also, the example of supplying the data for the left channel and the data for the right channel has been shown. However, the present invention is not limited to supplying two types of data, and may be used when supplying one type of data. It may be used when two or more types of data are supplied.
[0049]
【The invention's effect】
As described above, in the semiconductor memory device according to the present invention, the data X (z^-k) And X (z^{-n + k}) Can be specified, the circuit scale can be reduced, and this is suitable for a digital FIR filter using a pre-adding technique.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a DA converter using a digital FIR filter according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a dual port memory used in the digital filter of FIG. 1;
FIG. 3 is an enlarged view of a main part of a dual port memory used in the digital filter of FIG. 1;
4 is a timing chart for explaining the operation of the dual port memory of FIG. 3;
5 is a timing chart for explaining the operation of the dual port memory of FIG. 3; FIG.
6 is an explanatory diagram for explaining the operation of the dual port memory of FIG. 3; FIG.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a conventional digital filter.
8 is a schematic configuration diagram using a pre-adding technique for the digital filter of FIG. 7;
9 is a timing chart for explaining the operation of the dual port memory used in the digital filter of FIG.
10 is an explanatory diagram for explaining an operation of a dual port memory used in the digital filter of FIG. 8;
[Explanation of symbols]
1, 2, 4 interpolation filter
3 Dual port memory
5 ΔΣ modulator
6a, 6b Low-pass filter
7 Adder
8 Coefficient memory
9th power adder
10 memory cells
11 Memory cell array
12 First shift register
13 Second shift register
14 First column selector
15 Second column selector
16 First interface
17 Second interface
18 counter

Claims

行および列の両方向にアレイ状に配置された複数のメモリセルを有し、前記複数のメモリセルは、それぞれ第１のポートと第２のポートとで独立に選択されて記憶または読み出しがなされるようになっており、さらに前記複数のメモリセルは行または列方向に第１のグループと第２のグループに分割されているメモリセルアレイと、
前記複数のメモリセルの第１のポートにそれぞれ接続され、かつ前記分割された第１のグループと第２のグループのメモリセルを同時に選択する第１のワード線群と、
前記複数のメモリセルの第２のポートにそれぞれ接続され、かつ前記分割された第１のグループと第２のグループのメモリセルを同時に選択する第２のワード線群と、
前記第１のワード線群のワード線を順に選択するための選択信号を循環して出力する第１のシフトレジスタと、
前記第２のワード線群のワード線を順に選択するための選択信号を循環して出力する第２のシフトレジスタと、
前記第１のシフトレジスタで選択されたワード線に接続された第１のグループと第２のグループのメモリセルの第１のポートから読み出されたデータのうち、第１のグループから読み出されたデータと、第２のグループから読み出されたデータとから、所定の条件で選択して第１の出力信号を出力する第１のデータ選択手段と、
前記第２のシフトレジスタで選択されたワード線に接続された第１のグループと第２のグループのメモリセルの第１のポートから読み出されたデータのうち、第１のグループから読み出されたデータと、第２のグループから読み出されたデー夕とから、所定の条件で選択して第２の出力信号を出力する第２のデータ選択手段と、
を具備することを特徴とする半導体記憶装置。It has a plurality of memory cells arranged in an array in both row and column directions, and the plurality of memory cells are independently selected and stored or read by the first port and the second port, respectively. The memory cells are divided into a first group and a second group in a row or column direction; and
A first word line group respectively connected to a first port of the plurality of memory cells and simultaneously selecting the divided first group and second group memory cells;
A second word line group connected to a second port of each of the plurality of memory cells and simultaneously selecting the divided first group and second group memory cells;
A first shift register for circulating and outputting a selection signal for sequentially selecting the word lines of the first word line group;
A second shift register that circulates and outputs a selection signal for sequentially selecting the word lines of the second word line group;
Of the data read from the first port of the memory cells of the first group and the second group connected to the word line selected by the first shift register, the data is read from the first group. First data selection means for selecting a predetermined condition from the read data and data read from the second group and outputting a first output signal;
Of the data read from the first port of the first group and the second group of memory cells connected to the word line selected by the second shift register, the data is read from the first group. Second data selecting means for selecting the data and the data read from the second group under a predetermined condition and outputting a second output signal;
A semiconductor memory device comprising:

前記第１のシフトレジスタと前記第２のシフトレジスタとが循環して順にワード線を選択する方向は、互いに逆方向であることを特徴とする請求項１に記載の半導体記憶装置。2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein directions in which the first shift register and the second shift register circulate and select a word line in order are opposite to each other.

前記第１のデータ選択手段および前記第２のデータ選択手段は、前記第１のシフトレジスタと前記第２のシフトレジスタとが選択するワード線が第１番目から最終番目へ移行する際、または最終番目から第１番目へ移行する際に出力される信号と、デジタルフィル夕の演算に必要なデータを出力するためのサイクルの切り替わりで出力される信号とに基づいて制御されることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体記憶装置。The first data selection means and the second data selection means are arranged when a word line selected by the first shift register and the second shift register shifts from the first to the last, or last It is controlled based on a signal output at the time of shifting from the first to the first and a signal output at a cycle switching for outputting data necessary for the calculation of the digital filter. The semiconductor memory device according to claim 1.

前記サイクルの一番最後に選択されたメモリセルに新たなデー夕を記憶することを特徴とする請求項３に記載の半導体記憶装置。4. The semiconductor memory device according to claim 3, wherein new data is stored in a memory cell selected at the end of the cycle.

１つのワード線で選択される前記第１のグループおよび第２のグループのメモリセルはそれぞれ処理されるチャネル数に応じた数の複数のメモリセルからなることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の半導体記憶装置。5. The memory cells of the first group and the second group selected by one word line are each composed of a plurality of memory cells corresponding to the number of channels to be processed. Any one of the semiconductor memory devices.

請求頃１ないし５のいずれかに記載の半導体記憶装置と、前記半導体記憶装置から出力される第１の出力信号と第２の出力信号を互いに加算する加算手段と、前記加算された出力信号と係数を乗算する乗算手段と、前記乗算された演算結果を累積加算する累積加算手段と、を具備するデジタルフィル夕。The semiconductor memory device according to any one of claims 1 to 5, an adding means for adding the first output signal and the second output signal output from the semiconductor memory device to each other, and the added output signal A digital file system comprising: multiplication means for multiplying coefficients; and cumulative addition means for cumulatively adding the multiplied operation results.