JPH07210445A - 半導体記憶装置およびコンピュータ - Google Patents

半導体記憶装置およびコンピュータ

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JPH07210445A
JPH07210445A JP6004677A JP467794A JPH07210445A JP H07210445 A JPH07210445 A JP H07210445A JP 6004677 A JP6004677 A JP 6004677A JP 467794 A JP467794 A JP 467794A JP H07210445 A JPH07210445 A JP H07210445A
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JP
Japan
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signal
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level
data
potential
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JP6004677A
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Tomohisa Wada
知久 和田
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • G11C7/1051Data output circuits, e.g. read-out amplifiers, data output buffers, data output registers, data output level conversion circuits
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    • G11C7/10Input/output [I/O] data interface arrangements, e.g. I/O data control circuits, I/O data buffers
    • G11C7/1051Data output circuits, e.g. read-out amplifiers, data output buffers, data output registers, data output level conversion circuits
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    • G11C7/00Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
    • G11C7/10Input/output [I/O] data interface arrangements, e.g. I/O data control circuits, I/O data buffers
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    • G11C2207/22Control and timing of internal memory operations
    • G11C2207/2245Memory devices with an internal cache buffer

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  • Dram (AREA)
  • Static Random-Access Memory (AREA)
  • Memory System (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高温、低電源電圧の最悪条件下で使用してな
いときの無駄な待機時間を抑制する。 【構成】 データ Dj を出力するとともに、このデータ
Dj が出力されるのに基づいて所定レベルとなるデータ
出力確定信号OAを出力する記憶手段(半導体記憶装置)
11を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は半導体記憶装置および
コンピュータに係り、特に記憶データ出力時にこの出力
が確定したことを知らせる信号を出力する半導体記憶装
置とこの半導体記憶装置を備えるコンピュータに関す
る。また、この発明に係る半導体記憶装置は、スーパー
コンピュータ、大型計算機、ワークステーション、パー
ソナルコンピュータなど、全てのレベルのコンピュータ
に利用可能である。
【0002】
【従来の技術】図35は例えばDRAM(Dynamic Ramdom A
ccess Memory)やSRAM(Static Random Access Memory
)などの従来の半導体記憶装置を示しており、図35
において1はアドレス信号A0,A1,…および例えばDRAMな
らばロウアドレスストローブ信号/RAS、コラムアドレス
ストローブ信号/CAS、ライトイネーブル信号/WE 、SRAM
ならばチップセレクト信号/CS 、ライトイネーブル信号
/WE などの制御信号CTR を受け、この制御信号CTR の状
態に応じて、外部から与えられた入力データ Dinをアド
レス信号A0,A1,…により選択されたメモリセルに書き込
んだり、アドレス信号A0,A1,…により選択されたメモリ
セルに記憶されていたデータに応じた電位を外部に出力
データ Dout として読み出すRAM (Random Access Memo
ry)である。
【0003】次に、以上のように構成された従来の半導
体記憶装置の読み出し動作について図36および図37
のタイミング図に基づき説明する。図36はRAM 1がSR
AMの場合の読み出し動作を示すタイミング図で、まず読
み出し動作時はチップセレクト信号/CS は図36の
(a)に示すようにLレベルにされSRAMが活性化してお
り、ライトイネーブル信号/WE は図36の(b)に示す
ようにHレベルにされている。そして外部から与えられ
るアドレス信号A0,A1,…が図36の(c)に示すように
時刻t0 で変化すると、このアドレス信号A0,A1,…によ
り選択されたメモリセルに記憶されていたデータに応じ
て、出力データ Dout が図36の(d)に示すように、
アドレス信号A0,A1,…が変化した時刻t0 からアドレス
アクセス時間tAAC (例えば10ns) だけ経過した時刻t
1 で、ハイインピーダンス(Hi-Z)状態からHレベルま
たはLレベルとなる。そして、チップセレクト信号/CS
が図36の(a)に示すように時刻t2 でHレベルにさ
れるとSRAMは非活性化し、出力データ Dout は図36の
(d)に示すように再びハイインピーダンス(Hi-Z)状
態となる。
【0004】図37はRAM 1がDRAMの場合の読み出し動
作を示すタイミング図で、まずロウアドレスストローブ
信号/RASが図37の(a)に示すようにLレベルに立ち
下げられる時刻t0 より前に、アドレス信号A0,A1,…が
図37の(d)に示すように選択しようとするメモリセ
ルのXアドレスにされる。そして、ロウアドレスストロ
ーブ信号/RASが図37の(a)に示すように時刻t0
Lレベルに立ち下げられると、これを受けるDRAMはアド
レス信号A0,A1,…をXアドレスとして内部へ取り込みラ
ッチする。次に、ライトイネーブル信号/WE が図37の
(c)に示されるように時刻t1 でHレベルとされ、こ
れを受けてDRAMはこの後読み出し動作が行われるように
制御される。
【0005】そして、コラムアドレスストローブ信号/C
ASが図37の(b)に示されるように時刻t3 でLレベ
ルに立ち下げられる前の時刻t2 で、アドレス信号A0,A
1,…が図37の(d)に示すように選択しようとするメ
モリセルのYアドレスにされ、コラムアドレスストロー
ブ信号/CASが図37の(b)に示されるように時刻t3
でLレベルに立ち下げられると、XアドレスおよびYア
ドレスにより選択されたメモリセルに記憶されていたデ
ータに応じて、出力データ Dout が図37の(e)に示
すように、時刻t0 から/RASアクセス時間tRAC (例え
ば50ns)、時刻t3 から/CASアクセス時間tCAC (例え
ば10ns)だけ経過した時刻t4 でハイインピーダンス
(Hi-Z)状態からHレベルまたはLレベルとなる。そし
て、コラムアドレスストローブ信号/CASが図37の
(b)に示すように時刻t5 でHレベルに立ち上げられ
ると、出力データ Dout は図37の(e)に示すように
再びハイインピーダンス(Hi-Z)状態となる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の半
導体記憶装置においては、アクセス時間はRAM のスペッ
クとして最大アクセス時間(tAAC (max),tRAC (max),
CAC (max) 等)として規定されている。また、RAM の
動作コンディションもスペックとして規定されている。
例えば、電源電位は5V±10%(4.5V〜5.5V)、動作温度
は0 ℃〜70℃である。RAM のアクセス時間はRAM を構成
しているトランジスタの性能で主に決定され、一般にM
OSトランジスタの電流駆動能力は電源電位が低いほど
小さくなり、また動作温度が高くなるほど小さくなり、
動作速度は電流駆動能力が小さいほど遅くなるため、最
大アクセス時間はRAM の動作コンディションスペックの
最悪環境条件、つまり低電源電位かつ高温時のアクセス
時間となる。従って、従来のRAM を使用するシステムに
おいてタイミング設計をする場合、実際には低電源電位
かつ高温時の最悪環境条件で使用していなくても、この
最悪環境条件で使用されても大丈夫なように余裕を見て
アクセス時間としては最大アクセス時間でタイミング設
計しなければならないため、実際に最悪環境条件で使用
されない場合は最大アクセス時間よりも速くアクセスで
きるのに、最悪環境条件で使用されても大丈夫なように
余裕をみて設定されたタイミングのマージンの分だけシ
ステムの速度に無駄が生じていた。
【0007】また、周波数が固定されたクロックに同期
して動作するシステムにおいては、このシステムの最悪
環境条件でRAM が正常に動作するように周波数を低くし
てシステムの設計をする必要があり、実際は最悪環境条
件で使用されず、RAM がもっと高速でアクセスできるな
どの、もっとシステムを高速で動作させることができる
場合でも、クロックの周波数が固定されているため結果
として見かけ上最悪環境条件と同じ速度で動作するとい
うような、システムの速度に無駄が生じていた。
【0008】この発明は上記した点に鑑みてなされたも
のであり、製造プロセスを変えることなしに、最悪環境
条件で使用されてないときのシステムの速度の無駄を抑
制することができる半導体記憶装置およびコンピュータ
を得ることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
るコンピュータは、1ビットのデータが記憶されるメモ
リセルを複数有し、アドレス入力端子から与えられるア
ドレス信号に応じたメモリセルからのデータをデータ出
力端子に出力すると共に、このデータの出力に基づき所
定レベルとなるデータ出力確定信号を出力確定信号出力
端子に出力する記憶手段、上記アドレス入力端子にアド
レス信号を与え、上記データ出力端子からのデータを受
け、上記データ出力確定信号が所定レベルになるのに基
づき上記データをラッチして内部へ取り組み、処理を行
う処理手段を備えたものである。
【0010】また、この発明の請求項2に係るコンピュ
ータは、請求項1に係るコンピュータにおける記憶手段
および処理手段を1チップに備えたものである。
【0011】また、この発明の請求項3に係る半導体記
憶装置は、それぞれが、複数のメモリセルを有するサブ
メモリセルアレイを複数含む複数のメモリセルアレイ、
上記各サブメモリセルアレイに対応して設けられ、対応
するサブメモリセルアレイに含まれる複数のメモリセル
のうち選択されるメモリセルに記憶されていたデータに
応じた電位が出力される、複数のデータ出力線対、上記
各データ出力線対に設けられ、このデータ出力線対の電
位差を増幅した相補の増幅信号を出力する複数の差動増
幅手段、上記各差動増幅手段からの増幅信号を受け、ア
ドレス信号により選択される増幅信号に応じたデータを
この増幅信号に対応した出力端子に出力する出力手段、
上記各差動増幅手段に対応して設けられ、それぞれが対
応する差動増幅手段から出力ささる増幅信号の一方がH
レベル、他方がLレベルとなると第1の所定レベルとな
るサブ出力確定信号を出力する複数のサブ出力確定信号
発生手段、上記各メモリセルアレイに対応して設けら
れ、各メモリセルアレイに含まれるサブメモリセルアレ
イに対応するサブ出力確定信号発生手段から出力される
複数のサブ出力確定信号を受け、このサブ出力確定信号
が全て上記第1の所定レベルとなると第2の所定レベル
となるアレイ用出力確定信号を出力する複数のアレイ用
出力確定信号発生手段と、上記各複数のアレイ用出力確
定信号発生手段からのアレイ用出力確定信号を受け、少
なくとも上記出力端子に出力されるデータに対応したア
レイ用出力確定信号が全て第2の所定電位となると第3
の所定電位となるデータ出力確定信号を出力確定信号出
力端子に出力するデータ出力確定信号発生手段とを有す
るメイン出力確定信号発生手段を備えたものである。
【0012】また、この発明の請求項4に係る半導体記
憶装置は、複数のメモリセルを有するメモリセルアレ
イ、上記メモリセルアレイの複数のメモリセルのうち、
アドレス信号に基づき選択されるメモリセルに記憶され
ていたデータに応じた接地電位以上電源電位以下の電位
が出力され、一方の電位と他方の電位との間に電位差が
生じるデータ出力線対、プリチャージ信号を受け、この
プリチャージ信号に基づき上記データ出力線対を上記接
地電位より高く上記電源電位以下のプリチャージ電位に
するプリチャージ手段、上記データ出力線対の一方の電
位および上記接地電位と上記プリチャージ電位との間の
基準電位を受け、一方の電位が基準電位より高いとHレ
ベル、低いとLレベルとなる増幅信号を出力する第1の
増幅手段と、上記他方の電位および上記基準電位を受
け、他方の電位が基準電位より高いとHレベル、低いと
Lレベルとなる増幅信号を出力する第2の増幅手段とを
有する差動増幅手段、上記第1の増幅手段および上記第
2の増幅手段からの増幅信号を受け、一方がHレベル、
他方がLレベルとなると所定レベルとなる出力確定信号
を出力する出力確定信号発生手段を備えたものである。
【0013】また、この発明の請求項5に係る半導体記
憶装置は、複数のメモリセルを有するメモリセルアレ
イ、上記メモリセルアレイの複数のメモリセルのうち、
アドレス信号に基づき選択されるメモリセルに記憶され
ていたデータに応じた接地電位以上電源電位以下の電位
が出力され、一方の電位と他方の電位との間に電位差が
生じるデータ出力線対、プリチャージ信号を受け、この
プリチャージ信号に基づき上記データ出力線対を上記接
地電位より高く上記電源電位以下のプリチャージ電位に
するプリチャージ手段、第1の出力ノードおよび第2の
出力ノードを有し、上記データ出力線対の一方の電位お
よび他方の電位を受け、この2つの電位の電位差を検知
増幅した相補信号の一方を第1の出力ノードに出力し、
他方を第2の出力ノードに出力する相補増幅手段と、一
方の電極が上記第1の出力ノードに接続される第1のキ
ャパシタと、一方の電極が上記第2の出力ノードに接続
される第2のキャパシタと、上記第1のキャパシタの他
方の電極に接続される第1の入力ノードを有し、この第
1の入力ノードに与えられる電位が第1の所定電位より
も高いとHレベルおよびLレベルの2値レベルのうち一
方のレベルとなり、低いと他方のレベルとなる第1の増
幅信号を第1の増幅信号出力ノードに出力する第1の増
幅手段と、上記第2のキャパシタの他方の電極に接続さ
れる第2の入力ノードを有し、この第2の入力ノードに
与えられる電位が第2の所定電位よりも高いと上記一方
のレベルとなり、低いと上記他方のレベルとなる第2の
増幅信号を第2の増幅信号出力ノードに出力する第2の
増幅手段と、第1の基準電位およびオフセットキャンセ
ル制御信号を受け、このオフセットキャンセル制御信号
に基づき上記第1の基準電位を上記第1の入力ノードお
よび第2の入力ノードに与えるオフセットキャンセル手
段とを有する差動増幅手段、上記第1の増幅信号および
上記第2の増幅信号を受け、この一方がHレベル、他方
がLレベルとなると所定レベルとなる出力確定信号を出
力する出力確定信号発生手段を備えたものである。
【0014】また、この発明の請求項6に係る半導体記
憶装置は、請求項5に係る半導体記憶装置における第1
の所定電位を、差動増幅手段に与えられ、接地電位より
も高く第1の基準電位よりも低い第2の基準電位とし、
第2の所定電位を上記第2の基準電位としたものであ
る。
【0015】また、この発明の請求項7に係る半導体記
憶装置は、複数のメモリセルを有するメモリセルアレ
イ、上記メモリセルアレイの複数のメモリセルのうちア
ドレス信号に基づき選択されるメモリセルに記憶されて
いたデータに応じた接地電位以上電源電位以下の電位が
出力され、一方の電位と他方の電位との間に電位差が生
じるデータ出力線対、プリチャージ信号を受け、このプ
リチャージ信号に基づき上記データ出力線対を上記接地
電位より高く上記電源電位以下のプリチャージ電位にす
るプリチャージ手段、上記データ出力線対の一方の電位
および他方の電位を受け、この2つの電位の電位差に基
づくプリ増幅信号を出力するプリ増幅手段と、第1の入
力ノードを有し、上記プリ増幅信号をキャパシタを介し
てこの第1の入力ノードに受け、第1の入力ノードに与
えられる電位が第1の所定電位よりも高いとHレベルお
よびLレベルの2値レベルのうち一方のレベルとなり、
低いと他方のレベルとなる第1の増幅信号を第1の増幅
信号出力ノードに出力する第1の増幅手段と、第2の入
力ノードを有し、上記プリ増幅信号をキャパシタを介し
てこの第2の入力ノードに受け、第2の入力ノードに与
えられる電位が上記第1の所定電位よりも高い第2の所
定電位よりも高いと上記他方のレベルとなり、上記第2
の所定電位よりも低いと上記一方のレベルとなる第2の
増幅信号を第2の増幅信号出力ノードに出力する第2の
増幅手段と、上記第1の所定電位と第2の所定電位との
間の第1の基準電位およびオフセットキャンセル制御信
号を受け、このオフセットキャンセル制御信号に基づき
上記第1の基準電位を上記第1の入力ノードおよび第2
の入力ノードに与えるオフセットキャンセル手段とを有
する差動増幅手段、上記第1の増幅信号および上記第2
の増幅信号を受け、この一方がHレベル、他方がLレベ
ルとなると所定レベルとなる出力確定信号を出力する出
力確定信号発生手段を備えたものである。
【0016】また、この発明の請求項8に係る半導体記
憶装置は、請求項7に係る半導体記憶装置における第1
の所定電位を差動増幅手段に与えられる第2の基準電位
とし、第2の所定電位を差動増幅手段に与えられる第3
の基準電位としたものである。
【0017】また、この発明の請求項9に係る半導体記
憶装置は、請求項5または請求項7に係る半導体記憶装
置において、さらに第1の増幅手段は第1の入力ノード
と第1の増幅信号出力ノードとの間に接続され、入力側
に上記第1の入力ノードの電位を受ける第1のインバー
タを有し、第2の増幅手段は第2の入力ノードと第2の
増幅信号出力ノードとの間に接続され、入力側に上記第
2の入力ノードの電位を受ける第2のインバータを有す
るものとし、第1の所定電位を第1のインバータの閾
値、第2の所定電位を第2のインバータの閾値としたも
のである。
【0018】また、この発明の請求項10に係るコンピ
ュータは、1ビットのデータが記憶されるメモリセルを
複数有し、第1のレベルと第2のレベルとの間で変化す
る動作要求信号に応じた信号を動作要求信号入力端子か
ら受け、この動作要求信号入力端子に与えられる信号が
上記動作要求信号における第1のレベルから第2のレベ
ルへの変化に応じた変化をすると第3のレベルから第4
のレベルとなるビジー信号をビジー信号出力端子に出力
し、アドレス入力端子から与えられるアドレス信号に応
じたメモリセルからのデータをデータ出力端子に出力す
るとともに、このデータの出力に基づき所定のレベルと
なるデータ出力確定信号を出力確定信号出力端子に出力
する記憶手段、上記アドレス入力端子にアドレス信号を
与え、上記動作要求信号を出力し、上記ビジー信号が第
4のレベルのときは上記動作要求信号の第1のレベルか
ら第2のレベルへの変化を抑制し、上記データ出力端子
からのデータを受け、上記データ出力確定信号が所定レ
ベルになるのに基づき上記データをラッチして内部へ取
り込み、処理を行う処理手段を備えるものである。
【0019】また、この発明の請求項11に係るコンピ
ュータは、請求項10に係るコンピュータにおける記憶
手段と処理手段とを1チップに設けたものである。
【0020】また、この発明の請求項12に係る半導体
記憶装置は、1ビットのデータが記憶されるメモリセル
を複数有し、第1のレベルと第2のレベルとの間で変化
する動作要求信号に応じた信号を動作要求信号入力端子
から受け、この動作要求信号入力端子に与えられる信号
が上記動作要求信号における第1のレベルから第2のレ
ベルへの変化に応じた変化をすると第3のレベルから第
4のレベルとなるビジー信号をビジー信号出力端子に出
力し、アドレス入力端子から与えられるアドレス信号に
応じたメモリセルからのデータをデータ出力端子に出力
するとともに、このデータの出力に基づき所定のレベル
となるデータ出力確定信号を出力確定信号出力端子に出
力するものである。
【0021】また、この発明の請求項13に係る半導体
記憶装置は、請求項12に係る半導体記憶装置おいて、
さらにメモリセルは行列状に配置され、各行に対応した
メモリセルに接続され、対応した列が選択されると電位
が接地電位から立ち上げられるワード線と、各列に対応
したメモリセルが接続されるビット線を備え、2値レベ
ルを有するデータ授受完了信号を受け、このデータ授受
完了信号が一方のレベルになるとビジー信号を第3のレ
ベルとし、上記ビジー信号が第3のレベルとなるとアド
レス信号とは独立して上記ワード線が全て接地電位にさ
れるとともに、上記ビット線が全てプリチャージ電位に
プリチャージされるものである。
【0022】また、この発明の請求項14に係る半導体
記憶装置は、請求項12に係る半導体記憶装置におい
て、さらにメモリセルは行列状に配置され、各行に対応
したメモリセルに接続され、対応した列が選択されると
電位が接地電位から立ち上げられるワード線と、各列に
対応したメモリセルが接続されるビット線と、データ出
力端子に対応して設けられ、アドレス信号に基づき選択
されたメモリセルからのデータを受けて上記データ出力
端子にこのデータを出力するとともに、データ出力確定
信号の所定レベルへの変化に応じてこのデータをラッチ
する出力回路を備え、上記データ出力確定信号が所定レ
ベルになるとビジー信号を第3のレベルとし、上記ビジ
ー信号が第3のレベルとなるとアドレス信号とは独立し
て上記ワード線が全て接地電位にされるとともに、上記
ビット線が全てプリチャージ電位にプリチャージされる
ものである。
【0023】また、この発明の請求項15に係る半導体
記憶装置は、複数のDRAMメモリセルを有し、メイン
メモリ用アドレス信号を受けて、このアドレス信号に基
づき選択されるDRAMメモリセルに記憶されたデータ
を出力するとともに、このデータの出力に応じて第1の
所定レベルとなるメインメモリ用出力確定信号を出力す
るメインメモリ、複数のSRAMメモリセルを含み、キ
ャッシュメモリ用アドレス信号を受けて、このアドレス
信号に基づき選択されるSRAMメモリセルに記憶され
たデータを出力するとともに、このデータの出力に応じ
て第2の所定レベルとなるキャッシュメモリ用出力確定
信号を出力するSRAMメモリアレイと、複数のSRA
Mメモリセルを含み、上記キャッシュメモリ用アドレス
信号を受け、このアドレス信号に基づき選択されるSR
AMメモリセルに記憶されたタグアドレスデータを出力
するタグメモリアレイとを有するキャッシュメモリ、上
記メインメモリ用アドレス信号の上記タグアドレスデー
タに対応する部分および上記タグアドレスデータを受
け、両者が一致すると第1のレベルとなり、不一致であ
ると第2のレベルとなるキャッシュヒット信号を出力す
るコンパレータ手段、上記メインメモリからのデータと
メインメモリ用出力確定信号、上記キャッシュメモリか
らのデータとキャッシュメモリ用出力確定信号、とよび
上記コンパレータ手段からのキャッシュヒット信号を受
け、このキャッシュヒット信号が第1のレベルであると
上記キャッシュメモリからのデータに応じた出力データ
を出力するとともに、上記キャッシュメモリ用出力確定
信号が第2の所定レベルになるのに応じて第3の所定レ
ベルとなるデータ出力確定信号を出力し、上記キャッシ
ュヒット信号が第2のレベルであると上記メインメモリ
からのデータに応じた出力データを出力するとともに、
上記メインメモリ用出力確定信号が第1の所定レベルに
なるのに応じて第3の所定レベルとなるデータ出力確定
信号を出力するマルチプレクサ手段を備えるものであ
る。
【0024】
【作用】この発明の請求項1に係るコンピュータにおい
ては、記憶手段がアドレス信号に応じたメモリセルから
のデータをデータ出力端子に出力すると共に、このデー
タの出力に基づき所定レベルとなるデータ出力確定信号
を出力確定信号出力端子に出力し、処理手段が記憶手段
のデータ出力端子からのデータおよび出力確定信号出力
端子からのデータ出力確定信号を受け、このデータ出力
確定信号が所定のレベルとなるとデータをラッチして内
部に取り込み、処理を行うので、このコンピュータを最
悪条件の高温、低電源電圧下で使用していないときは記
憶手段の最大アクセス時間よりも短い時間でデータ出力
確定信号が所定レベルとなるため、処理手段に最大アク
セス時間が経過してからデータをラッチし内部に取り込
み、処理する動作をさせなくてよいので、無駄な待機時
間が抑制され高速動作が可能となる。
【0025】また、この発明の請求項2に係るコンピュ
ータにおいては、請求項1に係るコンピュータと同様
に、記憶手段がアドレス信号に応じたメモリセルからの
データを出力すると共に、このデータの出力に基づき所
定レベルとなるデータ出力確定信号を出力し、処理手段
が記憶手段からのデータおよびデータ出力確定信号を受
け、このデータ出力確定信号が所定のレベルとなるとデ
ータをラッチして内部に取り込み、処理を行うので、こ
のコンピュータを最悪条件の高温、低電源電圧下で使用
していないときは記憶手段の最大アクセス時間よりも短
い時間でデータ出力確定信号が所定レベルとなるため、
無駄な待機時間が抑制され高速動作が可能となる。
【0026】さらに、処理手段と記憶手段とは1チップ
に設けられているため、チップ内のインターフェイスは
データ出力確定信号を使用して高速に行われ、外部との
インターフェイスは固定周波数に同期させた従来のシス
テムのインターフェイスを使用でき、従来のシステムの
コンピュータをこの請求項2に係るコンピュータと差し
替えることにより、コンピュータのピン数やシステムデ
ータバスの数を増加させる事なくシステム全体の高速化
を容易に図ることができる。
【0027】また、この発明の請求項3に係る半導体記
憶装置においては、少なくとも出力端子に出力されるデ
ータに対応したアレイ用出力確定信号が全て第2の所定
レベルとなると第3の所定レベルとなるデータ出力確定
信号を出力するので、最悪条件の高温、低電源電圧下で
使用していないときは半導体記憶装置の最大アクセス時
間よりも短い時間でデータ出力確定信号が第3の所定レ
ベルとなるため、この半導体記憶装置からのデータを受
けて所定の動作をする装置は最大アクセス時間が経過し
てから所定動作を始めなくてもデータ出力確定信号が第
3の所定レベルとなって所定動作を始めることで無駄な
待機時間が抑制され高速動作が可能となる。
【0028】さらに、サブメモリセルアレイごとにサブ
出力確定信号発生手段を設け、複数のサブメモリアレイ
を有するメモリセルアレイごとに、各メモリセルアレイ
内の複数のサブ出力確定信号が全て第1の所定レベルと
なると第2の所定レベルとなるアレイ用出力確定信号を
出力するアレイ用出力確定信号発生手段を設け、少なく
とも出力端子に出力されるデータに対応したアレイ用出
力確定信号が全て第2の所定レベルとなると第3の所定
レベルとなるデータ出力確定信号を出力するデータ出力
確定信号発生手段を設けているので、出力端子に出力さ
れるデータに対応していないアレイ用出力確定信号が第
2の所定レベルとなるのが遅いか、または全く第2の所
定レベルとならない場合もデータ出力確定信号はこれに
引きずられて遅くなったり出力されなかったりすること
がなく、高速動作が可能となり、また、各メモリセルア
レイに対応するアレイ用出力確定信号は、このメモリセ
ルアレイに含まれるサブメモリセルアレイからの出力が
全て確定してから第2の所定レベルとなるようになって
いるので、1つのメモリアレイ内の複数のサブメモリセ
ルアレイから複数の出力端子にデータが出力される他ビ
ット品の場合、この出力端子からのデータが全て確定し
てからデータ出力確定信号第3の所定レベルとなるの
で、ある出力端子のデータはまだ確定していないのにデ
ータ出力確定信号が第3の所定レベルとなることがな
く、確実な動作が可能となる。
【0029】また、この発明の請求項4に係る半導体記
憶装置においては、差動増幅手段からの増幅信号が確定
してから所定レベルとなる出力確定信号を出力する出力
確定信号発生手段を備えているので、この出力確定信号
が所定レベルになるのに応じてこの半導体記憶装置のデ
ータを受ける装置を動作させれば、最悪条件の高温、低
電源電圧下で使用していないときは最大アクセス時間よ
りも短い時間で出力確定信号が所定レベルとなるため、
無駄な待機時間が抑制され高速動作が可能となる。
【0030】さらに、第1の増幅手段と第2の増幅手段
がデータ出力線の電位および接地電位とプリチャージ電
位との間の基準電位を受けているため、データ出力線対
がプリチャージ電位にプリチャージされているとき、第
1および第2の増幅手段がオフセット電圧による出力を
出さないように基準電位をプリチャージ電位よりも低く
しておくことで、データ出力線対をプリチャージしてい
るときに差動増幅手段のオフセット電圧により誤って出
力確定信号が所定レベルとなるのが防がれる。
【0031】また、この発明の請求項5に係る半導体記
憶装置においては、請求項4に係る半導体記憶装置と同
様に、差動増幅手段からの増幅信号が確定してから所定
レベルとなる出力確定信号を出力する出力確定信号発生
手段を備えているので、この出力確定信号が所定レベル
になるのに応じてもの半導体記憶装置のデータを受ける
装置を動作させれば、最悪条件の高温、低電源電圧下で
使用していないときは最大アクセス時間よりも短い時間
で出力確定信号が所定レベルとなるため、無駄な待機時
間が抑制され高速動作が可能となる。
【0032】さらに、第1の増幅手段の第1の入力ノー
ドに第1のキャパシタを接続し、第2の増幅手段の第2
の入力ノードに第2のキャパシタを接続し、第1および
第2の入力ノードと入力される信号との間を非導通にし
ておき、データ出力線対がプリチャージ電位にプリチャ
ージされるとき、第1および第2の増幅手段がオフセッ
ト電圧による出力を出さないように、オフセットキャン
セル手段により第1および第2の入力ノードに第1の基
準電位を与えることで、データ出力線対をプリチャージ
しているときに差動増幅手段のオフセット電圧により誤
って出力確定信号が所定レベルとなるのが防がれる。
【0033】また、この発明の請求項6に係る半導体記
憶装置においても、請求項5に係る半導体記憶装置と同
様にして高速動作が可能となり、データ出力線対をプリ
チャージしているときに差動増幅手段のオフセット電圧
により誤って出力確定信号が所定レベルとなるのが防が
れる。
【0034】また、この発明の請求項7に係る半導体記
憶装置においては、請求項4に係る半導体記憶装置と同
様に、差動増幅手段からの増幅信号が確定してから所定
レベルとなる出力確定信号を出力する出力確定信号発生
手段を備えているので、この出力確定信号が所定レベル
になるのに応じてこの半導体記憶装置のデータを受ける
装置を動作させれば、最悪条件の高温、低電源電圧下で
使用していないときは最大アクセス時間よりも短い時間
で出力確定信号が所定レベルとなるため、無駄な待機時
間が抑制され高速動作が可能となる。
【0035】さらに、第1の増幅手段の第1の入力ノー
ドおよび第2の増幅手段の第2の入力ノードに入力され
る信号はキャパシタを介して入力されるようにし、第1
および第2の入力ノードと入力される信号との間を非導
通にしておき、データ出力線対がプリチャージ電位にプ
リチャージされるとき、第1および第2の増幅手段がオ
フセット電圧による出力をださないように、オフセット
キャンセル手段により第1および第2の入力ノードに第
1の基準電位を与えることで、データ出力線対をプリチ
ャージしているときに差動増幅手段のオフセット電圧に
より誤って出力確定信号が所定レベルとなるのが防がれ
る。
【0036】また、この発明の請求項8に係る半導体記
憶装置においても、請求項7に係る半導体記憶装置と同
様にして高速動作が可能となり、データ出力線対をプリ
チャージしているときに差動増幅手段のオフセット電圧
により誤って出力確定信号が所定レベルとなるのが防が
れる。
【0037】また、この発明の請求項9に係る半導体記
憶装置においても、請求項5または請求項7に係る半導
体記憶装置と同様にして高速動作が可能となり、データ
出力線対をプリチャージしているときに差動増幅手段の
オフセット電圧により誤って出力確定信号が所定レベル
となるのが防がれる。
【0038】また、この発明の請求項10に係るコンピ
ュータにおいては、請求項1に係るコンピュータと同様
に、記憶手段がアドレス信号に応じたメモリセルからの
データをデータ出力端子に出力すると共に、このデータ
の出力に基づき所定レベルとなるデータ出力確定信号を
出力確定信号出力端子に出力し、処理手段が記憶手段の
データ出力端子からのデータおよび出力確定信号出力端
子からのデータ出力確定信号を受け、このデータ出力確
定信号が所定のレベルとなるとデータをラッチして内部
に取り込み、処理を行うので、このコンピュータを最悪
条件の高温、低電件電圧下で使用していないときは記憶
手段の最大アクセス時間よりも短い時間でデータ出力確
定信号が所定レベルとなるため、処理手段に最大アクセ
ス時間が経過してからデータをラッチし内部に取り込
み、処理する動作をさせなくてよいので、無駄な待機時
間が抑制され高速動作が可能となる。
【0039】また、この発明の請求11に係るコンピュ
ータにおいては、請求項10に係るコンピュータと同様
に無駄な待機時間が抑制され高速動作が可能となる。
【0040】さらに、処理手段と記憶手段とは1チップ
に設けられているため、チップ内のインターフェイスは
データ出力確定信号を使用して高速に行われ、外部との
インターフェイスは固定周波数に同期させた従来のシス
テムのインターフェイスを使用でき、従来のシステムの
コンピュータをこの請求項11に係るコンピュータと差
し替えることにより、コンピュータのピン数やシステム
データバスの数を増加させる事なくシステム全体の高速
化を容易に図ることができる。
【0041】また、この発明の請求項12に係る半導体
記憶装置においては、アドレス信号に応じたメモリセル
からのデータをデータ出力端子に出力すると共に、この
データの出力に基づき所定レベルとなるデータ出力確定
信号を出力確定信号出力端子に出力するので、このデー
タ出力確定信号が所定レベルになるのに応じてこの半導
体記憶装置のデータを受ける装置を動作させれば、最悪
条件の高温、低電源電圧下で使用していないときは最大
アクセス時間よりも短い時間で出力確定信号が所定レベ
ルとなるため、無駄な待機時間が抑制され高速動作が可
能となる。
【0042】さらに、動作要求信号を受け、この動作要
求信号が第1のレベルから動作要求を示す第2のレベル
に変化するとビジー信号を第3のレベルから第4のレベ
ルとして、この半導体記憶装置が動作中であることを示
すことで、動作中に動作要求されることを抑制すること
が可能となる。
【0043】また、この発明の請求項13に係る半導体
記憶装置においても、請求項12に係る半導体記憶装置
と同様にして高速動作が可能となり、動作中に動作要求
されることを抑制することが可能となる。
【0044】また、この発明の請求項14に係る半導体
記憶装置においても、請求項12に係る半導体記憶装置
と同様にして高速動作が可能となり、動作中に動作要求
されることを抑制することが可能となる。
【0045】また、この発明の請求項15に係る半導体
記憶装置においては、キャッシュヒット信号がキャッシ
ュヒットを示す第1のレベルのときはキャッシュメモリ
用出力確定信号により、キャッシュミスを示す第2のレ
ベルのときはメインメモリ用出力確定信号により所定レ
ベルとなるデータ出力確定信号を出力するので、このデ
ータ出力確定信号が所定レベルになるのに応じてこの半
導体記憶装置のデータを受ける装置を動作させれば、最
悪条件の高温、低電源電圧下で使用していないときはキ
ャッシュヒット時およびキャッシュミス時ともに最大ア
クセス時間よりも短い時間で出力確定信号が所定レベル
となるため、無駄な待機時間が抑制され高速動作が可能
となる。
【0046】
【実施例】実施例1.以下にこの発明の実施例1につい
て、図1から図9に基づいて説明する。まず図1はMPU
(Micro Processor Unit) 10とSRAM 11 を備えたコンピ
ュータを示しており、MPU 10はこの発明の処理手段の一
例で、アドレス信号A i (i= 0,1,…,16)、SRAM 11 から
のデータD j (j= 0,1,…,7) の読み出しを行うための出
力イネーブル信号/OE およびSRAM 11 へのデータD j
書き込みを行うためのライトイネーブル信号/WE を発生
してSRAM 11 に与え、SRAM 11 から出力されるデータD
jおよびデータ出力確定信号OAを受け、SRAM 11 からデ
ータD j を読み出す際は出力イネーブル信号/OE をLレ
ベル、ライトイネーブル信号/WE をHレベルとして、デ
ータ出力確定信号OAがHレベルとなると入力されるデー
タD j をラッチして内部に取り込み処理し、このときSR
AM 11 とのアクセスにはクロック信号を利用せず、SRAM
11 へデータを書き込む際は出力イネーブル信号/OE を
Hレベル、ライトイネーブル信号/WE をLレベルとし
て、書き込みデータD j をSRAM 11 に出力する。
【0047】また、SRAM 11 はこの発明の記憶手段およ
び半導体記憶装置の一例で、MPU 10からのアドレス信号
A i 、出力イネーブル信号/OE およびライトイネーブル
信号/WE を受け、出力イネーブル信号/OE がLレベル、
ライトイネーブル信号がHレベルであるとアドレス信号
により選択されるメモリセルからデータD j を出力し、
このデータD j が確定するとHレベルとなるデータ出力
確定信号OAを出力し、出力イネーブル信号/OE がHレベ
ル、ライトイネーブル信号がLレベルであるとアドレス
信号により選択されるメモリセルにデータD j を書き込
む。
【0048】図2は図1に示されたコンピュータの高
温、低電源電圧下の最悪条件よりももっと良好な条件で
のSRAM 11 からMPU 10にデータD j を読み出す動作を示
すタイミング図で、まず、MPU 10から出力されるライト
イネーブル信号/WE が図2の(c)に示すようにHレベ
ルのままで、出力イネーブル信号/OE が図2の(b)に
示すように時刻t0 でLレベルに立ち下げられ、所望の
アドレス信号A i (=b)が図2の(a)に示すように時刻
1 で与えられると、このアドレス信号A i により選択
されたメモリセルからのデータD j (=D b )が図2の
(d)に示されるように時刻t2 で出力され始める。す
るとこれに基づきデータD j が確定したことを示すデー
タ出力確定信号OAが図2の(e)に示すように時刻t3
でHレベルに立ち上がる。
【0049】すると、MPU 10はこれを受けてデータD j
をラッチして内部に取り込み処理をし、さらに次のアド
レス信号A i (=c)を図2の(a)に示すように時刻t4
でSRAM 11 に与える。SRAM 11 はこれを受けてプリチャ
ージ動作を行い、この間データD j は図2の(d)に示
すように時刻t5 から時刻t6 までハイインピーダンス
(Hi-Z)となり、データ出力確定信号OAは図2の(e)に
示すようにLレベルに立ち下がる。そして、アドレス信
号A i により選択されたメモリセルからのデータD j (=
D c )が図2の(d)に示されるように時刻t6 で出力
され始めると、これに基づきデータD j が確定したこと
を示すデータ出力確定信号OAが図2の(e)に示すよう
に時刻t7 でHレベルに立ち上がり、時刻t2 から時刻
5 までの動作と同様に動作する。
【0050】このように、この実施例1では高温、低電
源電圧下の最悪条件よりももっと良好な条件で動作する
場合、従来のものではMPU が最大アドレスアクセス時間
AA C (max) 経過するまではデータD j をラッチして内
部に取り込み処理し、次のアドレス信号A i を発生する
という動作をせず無駄な待機時間があったのに対し、ア
ドレスアクセス時間tAAC (=t3 −t1 )でデータD
j をラッチして内部に取り込み処理し、次のアドレス信
号A i を発生するという動作をし、無駄な待機時間を抑
制して高速化している。
【0051】次にこの実施例1における図1に示された
SRAM 11 の構成について図3から図8に基づき説明す
る。図3はSRAM 11のブロック図で、図おいて12は外
部からのアドレス信号A i (i= 0,1,…,16)を受け、この
アドレス信号A i と同じ論理の内部回路のためのロウア
ドレス信号RA0 〜RA8 、ブロックアドレス信号BA9 〜BA
13、コラムアドレス信号CA14〜CA16およびこの反転信号
/RA0〜/RA8,/BA9 〜/BA1 3,/CA14 〜/CA16 を出力するア
ドレスバッファ、13はアドレスバッファ12からのロ
ウアドレス信号RA0,/RA0〜RA8,/RA8を受け、RA0,/RA0
よびRA1,/RA1に基づき1つがHレベルとなるロウプリデ
コード信号X0〜X3、RA2,/RA2およびRA3,/RA3に基づき1
つがHレベルとなるロウプリデコード信号X4〜X7、RA4,
/RA4およびRA5,/RA5およびRA6,/RA6に基づき1つがHレ
ベルとなるロウプリデコード信号X8〜X15 、RA7,/RA7
よびRA8,/RA8に基づき1つがHレベルとなるロウプリデ
コード信号X16 〜X19 を出力するロウプリデコーダであ
る。
【0052】14はアドレスバッファ12からのブロッ
クアドレス信号BA9,/BA9〜BA13,/BA13を受け、BA9,/ BA
9 およびRA10,/RA10に基づき1つがHレベルとなるZプ
リデコード信号Z0〜Z3、BA11,/BA11およびBA12,/BA12
よびBA13,/BA13に基づき1つがHレベルとなるZプリデ
コード信号Z4〜Z11 を出力するZプリデコーダ、15は
アドレスバッファ12からのコラムアドレス信号CA14,/
CA14〜CA16,/CA16を受け、CA14,/CA14およびCA15,/CA15
およびCA16,/CA16に基づき1つがHレベルとなるコラム
デコード信号Y0〜Y7を出力するコラムデコーダ、16は
Zプリデコーダ14からのZプリデコード信号Z0〜Z11
に基づき1つがHレベルとなるブロック選択信号BS0
BS31を出力するブロック選択信号発生回路である。
【0053】17はブロック選択信号発生回路16から
のブロック選択信号BSK (k=0,1, …,31)およびロウプリ
デコーダ13からのロウプリデコーダ信号X1(1=16,17,18,
19)を受け、例えばBS7 がHレベルでX17 がHレベルな
らばV71 がHレベル、BS17がHレベルでX19 がHレベル
ならばV173がHレベルとなるといったふうに、1つがH
レベルとなるサブデコード信号V k(1-16) を出力するロ
ウサブデコード回路、18はロウプリデコーダ13から
のロウプリデコード信号X0〜X15 およびロウサブデコー
ド回路17からのサブデコード信号V k(1-16) を受け、
128本のグローバル選択線のうち1本をHレベルと
し、Hレベルとなるブロック選択信号BSKに対応するブ
ロックの512本のローカルワード線のうち1本をHレ
ベルとするロウデコーダ18である。
【0054】19はアドレスバッファ12からのアドレ
ス信号を受け、このアドレス信号が変化すると所定期間
Hレベルとなるワンショットパルスからなるアドレス変
化信号ATD を出力するアドレス変化検知回路、20はア
ドレス変化検知回路19からのアドレス変化信号ATD を
受け、このアドレス変化信号ATD がHレベルになるのに
応じて所定期間Lレベルとなるプリチャージ信号/ φp
を出力するプリチャージ信号発生回路、21は複数のグ
ローバルワード線および複数のローカルワード線と、こ
れらワード線に垂直に配置される複数のビット線対と、
各ビット線対とローカルワード線との交点に対応して配
置される複数のメモリセルと、各ビット線対に対応して
設けられプリチャージ信号発生信号からのプリチャージ
信号/ φp がLレベルとなるとビット線対を電源電位V
cc (例えば5.0V) にプリチャージする複数のビット線プ
リチャージ回路を有するメモリセルアレイ、22はブロ
ック選択信号発生回路16からのブロック選択信号BSK
およびコラムデコーダ15からのコラムデコード信号Y0
〜Y7を受け、Hレベルとなるブロック信号BSK に相当す
るブロックのコラム選択信号CSL0〜CSL7のうちの1つを
Hレベルとするコラム選択回路である。
【0055】23はコラム選択回路22からのコラム選
択信号CSL0〜CSL7を受け、Hレベルとなるコラム選択信
号に対応したビット線対をI/O線対に選択的に接続す
るIOゲート回路、24はIOゲート回路23からI/O線
対により伝達される電位IO0,/IO0〜IO7,/IO7を増幅した
増幅信号RD0 〜RD7 を出力する差動増幅手段、25は差
動増幅手段24からの増幅信号を受け、これに応じたデ
ータ出力確定信号OAを出力する出力確定信号発生回路、
26は外部から出力イネーブル信号/OE を受け、内部回
路のための内部出力イネーブル信号/OE を出力する/OE
バッファ、27は外部からライトイネーブル信号/WE を
受け、内部回路のための内部ライトイネーブル信号/WE
を出力する/WE バッファ、28は/OE バッファ26から
の内部出力イネーブル信号/OE を受け、この内部出力イ
ネーブル信号/OE がLレベルであると差動増幅回路24
からの増幅信号RD0 〜RD7 に応じたデータD0〜D7を入出
力端子29へ出力し、内部出力イネーブル信号/OE がH
レベルであると入出力端子29に与えられるデータD0
D7に応じた書き込みデータWD0 〜WD7 を出力する入出力
回路である。
【0056】30は/WE バッファ27からの内部ライト
イネーブル信号/WE を受け、この内部ライトイネーブル
信号/WE がLレベルであると入出力回路28からの書き
込みデータWD0 〜WD7 に応じた電位をIO0,/IO0〜IO7,/I
O7としてIOゲート回路23内のI/O線対に伝えるライ
トバッファ、31はブロック選択信号発生回路16から
のブロック選択信号BS0 〜BS31を受け、ブロック選択信
号BS0 〜BS31それぞれに対応したセンスアンプイネーブ
ル信号SE0 〜SE31を出力するセンスアップイネーブル信
号発生回路で、センスアンプイネーブル信号SEk は対応
するブロック選択信号BSk がLレベルのときはLレベル
となり、Hレベルのときは接地電位よりも高く、電源電
位Vcc よりも少し低い電位となる。
【0057】図4は図3に示されたメモリセルアレイ2
1およびロウデコーダ18の概略ブロック図で、図5は
図4の要部拡大図である。図4および図5において、1
81はロウデコーダ18に含まれ、ロウプリデコーダ1
3からのロウプリデコード信号X0〜X15 を受け、グロー
バルワード線210の電位GWL0, GWL1, …,GWL127 のう
ちち1つをHレベルとするグローバルロウデコーダ、1
82はロウデコーダ18に含まれ、ロウサブデコード回
路17からのサブデコード信号V00 〜V03,V10〜V13,…,
V310 〜V313を受け、対応するローカルワード線をHレ
ベルにするローカルロウデコーダである。そして、図4
に示すようにSRAM 11はローカルロウデコーダ182
により32個のメモリセルアレイ21に分割され、グロ
ーバルロウデコーダ、181を挟んで両側に16個づつ
配置されている。
【0058】図6は図5よりもさらに詳細に示した回路
図で、図6に示すように各メモリセルアレイ21に対応
して上下に4体づつ計8対のIOゲート回路23に含まれ
るI/O線対230が配置され、各メモリセルアレイ2
1はメモリセルMCが接続されているビット線対212が
この8対のI/O線対のうちどのI/O線230に接続
されるかでさらに8つのサブメモリセルアレイに接続さ
れている。また、ローカルロウデコーダ182は一方の
入力がグローバルワード線に接続され、他方の入力にサ
ブデコード信号V k0〜V k3のうち1つを受けるNAND
回路182aとこのNAND回路182aの出力を入力
側に受け、出力側がローカルワード線に接続されるイン
バータ182bとを有する。
【0059】さらにコラム選択回路22は各I/O線対
230に対応してメモリアレイに8個設けられ、それぞ
れがブロック選択信号BSk およびコラムデコード信号Y0
〜Y7を受け、ブロック選択信号BSk がLレベルならば全
てLレベルとなり、HレベルならばHレベルのコラムデ
コード信号Y0〜Y7に対応して1つがHレベルとなるコラ
ム選択信号CSL0〜CSL7を出力し、IOゲート回路23に含
まれるIOゲート231のHレベルとなるコラム選択信号
CSL m をゲート電極に受けるnチャネルMOSトランジ
スタ231aおよび231bが導通し、これに対応した
ビット線対212がI/O線対230に接続される。ま
た、各ビット線対212には電源電位が与えられる電源
電位ノード110との間に接続され、ゲート電極にプリ
チャージ信号/ φp を受けるpチャネルトランジスタ2
13aおよび213bからなるビット線プリチャージ回
路213に接続されている。
【0060】また、I/O線対230はI/O線プリチ
ャージ回路232を構成するゲート電極にプリチャージ
信号/ φp を受けるpチャネルMOSトランジスタを介
して電源電位ノード110に接続されている。さらに、
各I/O線対230には差動増幅回路24が接続され、
この差動増幅回路24はI/O線230がプリチャージ
されているときにオフセット電圧が原因でHレベルの増
幅信号RDknを出力しないように正相入力側にプリチャー
ジされる電源電位VCCよりも100mV 程度低い基準電位V
ref (VCC=5.0Vのとき4.9V)を受け、逆相入力側にI
/O線対230の一方の電位IOn を受け増幅信号RDkn
出力する第1の増幅回路と、正相入力側に基準電位V
ref を受け、逆相入力側にI/O線対230の他方の電
位/IO n を受け増幅信号/RD knを出力する第2の増幅回
路とを有する。そして、250は各差動増幅回路24に
対応して設けられ、対応した増幅信号増幅信号RDkn,/RD
knを受け、どちらかがHレベルとなるとHレベルとなる
サブ出力確定信号発生回路で、一方の入力が差動増幅回
路24の第1の増幅回路240の出力に接続され、他方
の入力が第2の増幅回路241の出力に接続されるNO
R回路250aと、入力がこのNOR回路250aの出
力に接続され、出力側からサブ出力確定信号SOA knを出
力するインバータ250bとからなる。
【0061】図7はメモリセルMCおよび差動増幅回路2
4の具体的回路図を示す回路図で、メモリセルMCにおい
て214aは電源電位ノード110とノード214bと
の間に接続された抵抗、214cは電源電位ノード11
0とノード214dとの間に接続された抵抗、214e
はノード214bと接地電位ノード111との間に接続
されゲート電極がノード214dに接続されたnチャネ
ルMOSトランジスタからなるドライバトランジスタ、
214fはノード214dと接地電位ノード111との
間に接続され、ゲート電極がノード214bに接続され
たnチャネルMOSトランジスタからなるドライバトラ
ンジスタ、214gはノード214bとビット線212
aとの間に接続され、ゲート電極がローカルワード線2
11に接続されたnチャネルMOSトランジスタからな
るアクセストランジスタ、214hはノード214dと
ビット線212bとの間に接続され、ゲート電極がロー
カルワード線211に接続されたnチャネルMOSトラ
ンジスタからなるアクセストランジスタである。
【0062】また、差動増幅回路24において、240
はレベルシフタ242とカレントミラーセンスアンプ2
43とを有する第1の増幅回路、241はレベルシフタ
244とカレントミラーセンスアンプ245とを有する
第2の増幅回路で、レベルシフタ242において242
aは電源電位ノード110とノード242bとの間に接
続され、ゲート電極に基準電位Vref を受けるnチャネ
ルMOSトランジスタ、242cは電源電位ノード11
0とノード242dとの間に接続され、ゲート電極にI
/O線230aの電位IOn を受けるnチャネルMOSト
ランジスタ、242eはドレイン電極がノード242b
に接続され、ゲート電極がノード242dに接続された
nチャネルMOSトランジスタ、242fはノード24
2dとnチャネルMOSトランジスタ242eのソース
電極との間に接続され、ゲート電極がノード242bに
接続され、nチャネルMOSトランジスタ242eとで
クロスカップル回路を構成するnチャネルMOSトラン
ジスタ、242gはnチャネルMOSトランジスタ24
2eおよび242fのソース電極と接地電位ノード11
1との間に接続され、ゲート電極にブロック選択信号BS
k がHレベルとなると接地電位よりも高く、電源電位V
ccよりも少し低い電位となるセンスアップイネーブル信
号SEk (k=0,1, …,31)を受け、飽和領域で動作して定電
流源となっているnチャネルMOSトランジスタであ
る。
【0063】また、カレントミラーセンスアンプ243
において、243aは電源電位ノード110とノード2
43bとの間に接続され、ゲート電極がノード243b
に接続されたpチャネルMOSトランジスタ、243c
は電源電位ノード110と増幅信号RDknが出力される出
力ノード243dとの間に接続され、ゲート電極がノー
ド243bに接続され、pチャネルMOSトランジスタ
243aとでカレントミラー回路を構成するpチャネル
MOSトランジスタ、243eはドレイン電極がノード
243bに接続され、ゲート電極がレベルシフタ242
におけるノード242bに接続されたnチャネルMOS
トランジスタ、243fは出力ノード243dとnチャ
ネルMOSトランジスタ243eのソース電極との間に
接続され、ゲート電極がレベルシフタ242のノード2
42dに接続されたnチャネルMOSトランジスタ、2
43gはnチャネルMOSトランジスタ243eおよび
243fのソース電極と接地電位ノード111との間に
接続され、ゲート電極にセンスアンプイネーブル信号SE
k を受け、飽和状態で動作して定電流源となっているn
チャネルMOSトランジスタである。
【0064】また、レベルシフタ244において244
aは電源電位ノード110とノード244bとの間に接
続され、ゲート電極に基準電位Vref を受けるnチャネ
ルMOSトランジスタ、244cは電源電位ノード11
0とノード244dとの間に接続され、ゲート電極にI
/O線230bの電位/IO n を受けるnチャネルMOS
トランジスタ、244eはドレイン電極がノード244
bに接続され、ゲート電極がノード244dに接続され
たnチャネルMOSトランジスタ、244fはノード2
44dとnチャネルMOSトランジスタ244eのソー
ス電極との間に接続され、ゲート電極がノード244b
に接続され、nチャネルMOSトランジスタ244eと
でクロスカップル回路を構成するnチャネルMOSトラ
ンジスタ、244gはnチャネルMOSトランジスタ2
44eおよび244fのソース電極と接地電位ノード1
11との間に接続され、ゲート電極にセンスアンプイネ
ーブル信号SEk を受け、飽和領域で動作して定電流源と
なっているnチャネルMOSトランジスタである。
【0065】また、カレントミラーセンスアンプ245
において、245aは電源電位ノード110とノード2
45bとの間に接続され、ゲート電極がノード245b
に接続されたpチャネルMOSトランジスタ、245c
は電源電位ノード110と増幅信号RDknが出力される出
力ノード245dとの間に接続され、ゲート電極がノー
ド245bに接続され、pチャネルMOSトランジスタ
245aとでカレントミラー回路を構成するpチャネル
MOSトランジスタ、245eはドレイン電極がノード
245bに接続され、ゲート電極がレベルシフタ244
におけるノード244bに接続されたnチャネルMOS
トランジスタ、245fは出力ノード245dとnチャ
ネルMOSトランジスタ245eのソース電極との間に
接続され、ゲート電極がレベルシフタ244のノード2
44dに接続されたnチャネルMOSトランジスタ、2
45gはnチャネルMOSトランジスタ245eおよび
245fのソース電極と接地電位ノード111との間に
接続され、ゲート電極にセンスアンプイネーブル信号SE
k を受け、飽和状態で動作して定電流源となっているn
チャネルMOSトランジスタである。
【0066】このようにこの実施例1における第1の増
幅回路240および第2の増幅回路241では、ビット
線対212およびI/O線対は電源電位Vccにプリチャ
ージされるため、カレントミラーセンスアンプ243お
よび245の前段にレベルシフタ242および244を
設け,カレントミラーセンスアンプ243および245
の入力電位のレベルを低下させ、カレントミラーセンス
アンプ243および245が高ゲインの領域で動作する
ようにして第1の増幅回路240および第2の増幅回路
241自体の高速化をはかっている。また、基準電位V
ref (4.9V)をプリチャージされる電源電位Vcc(5.0V)よ
りも100mV 程度低くしておくことで、第1の増幅回路2
40および第2の増幅回路241がオメセット電圧特
性、つまりそれぞれの2つの入力電位が等しいときに、
理想的には接地電位と電源電位との中間の電位が出力さ
れるはずだか、増幅回路を構成するトランジスタの寸法
のばらつきによりHレベルまたはLレベルを出力するか
決まってしまうという特性をもっていることで増幅信号
RDkn,/RDknがHレベルとなってしまうということが抑制
されている。
【0067】図8は、出力確定信号発生回路25を示す
回路図で、図において251は各メモリセルアレイ21
に対応して設けられ、対応するメモリセルアレイに含ま
れる8個のサブメモリセルアレイに対応して設けられた
サブ出力確定信号発生回路250からのサブ出力確定信
号SOA k0〜SOA k7を受け、これが全てHレベルとなると
Hレベルとなるアレイ用出力確定信号MOA k を出力する
アレイ用出力確定信号発生回路で、サブ出力確定信号SO
A k0〜SOA k7を受ける8入力NAND回路251aとこ
のNAND回路251aの出力を入力側に受け、アレイ
用出力確定信号MOA k を出力するインバータから構成さ
れる。また、252は各メモリセルアレイ21に設けら
れた32個のアレイ用出力確定信号発生回路251から
のアレイ用出力確定信号MOA k を受け、このうち少なく
とも1つがHレベルとなるとHレベルとなるデータ出力
確定信号発生回路で、32個のアレイ用出力確定信号発
生回路251からのアレイ用出力確定信号MOA k を受け
る32入力NOR回路252aとこのNOR回路252
aの出力を入力側に受け、データ出力確定信号OAを出力
するインバータ252bとから構成され、32個のアレ
イ用出力確定信号発生回路251とでメイン出力確定信
号発生回路25aを構成する。
【0068】次に以上のように構成された実施例1のSR
AM 11の動作について図9に基づき説明する。ここで
は、まず、#16のメモリセルアレイのローカルワード
線の電位LWL0およびコラム選択信号CSL0に相当するメモ
リセルMCからデータを読み出し、引き続き#31のメモ
リセルアレイのローカルワード線の電位LWL511およびコ
ラム選択信号CSL7に相当するメモリセルMCからデータを
読み出し動作を説明する。まず外部から与えられるライ
トイネーブル信号/WE はHレベル、出力イネーブル信号
/OE はLレベルの状態を保ったままで、アドレス信号A
i を図9の(a)に示すように時刻t0 で変化させる
と、これに基づきブロック選択信号発生回路16から出
力されるブロック選択信号BS16が図9の(b)に示すよ
うにHレベルとなり残りのBSk はLレベルとなる。
【0069】また、このアドレス信号A i の変化に伴い
アドレス変化検知回路はワンショットのアドレス変化信
号ATD を出力し、これを受けるプリチャージ信号発生回
路20が図9の(c)に示すように時刻t1 でLレベル
となるとこれを受けるビット線プリチャージ回路213
によりビット線対212は電源電位Vccにプリチャージ
され、I/O線プリチャージ回路232によりI/O線
対230の電位IOn ,/IOn (n=0,1, …,7) は図9の
(g)に示すように電源電位Vccにプリチャージされ
る。そして、このI/O線対230の電位IOn ,/IOn
電源電位Vccにプリチャージされたことにより、差動増
幅回路24における第1の増幅回路240および第2の
増幅回路241の逆相入力(5.0V)が正相入力のV
ref (4.9V)よりも高くなるため、第1の増幅回路240
および第2の増幅回路241から出力される増幅信号RD
kn,/RDknは図9の(h)に示すようにともにLレベルと
なり、これを受けてサブ出力確定信号発生回路250か
ら出力されるサブ出力確定信号SOA knは図9の(j)に
示すようにLレベルとなり、これを受けるアレイ用出力
確定信号発生回路251から出力されるアレイ用出力確
定信号MOA k は全て図9の(k)に示すようにLレベル
となり、これを受けるデータ出力確定信号発生回路25
2から出力されるデータ出力確定信号OAは図9の(m)
に示すようにLレベルとなる。
【0070】また、クローバルロウデコーダ181によ
りクローバルワード線の電位GWL0がHレベルに立ち上げ
られあとのクローバルワード線の電位GWL u はLレベル
とされ、#16のメモリセルアレイ21に対応するコラ
ム選択回路22はHレベルのブロック選択信号BS16を受
け、コラム選択信号CSL0を図9の(f)に示すようにH
レベルに立ち上げ、残りのCSL m はLレベルとし、他の
メモリセルアレイ21に対応するコラム選択回路22は
Lレベルのブロック選択信号BSk を受けてすべてのコラ
ム選択信号CSL0〜CSL7をLレベルとする。
【0071】そして、#16のメモリセルアレイ21に
対応するローカルロウデコーダ182によりローカルワ
ード線の電位LWL0が図9の(e)に示すように時刻t2
でHレベルに立ち上げられ残りのLWL v はLレベルにさ
れ、他のメモリセルアレイ21に対応するローカルロウ
デコーダ182はすべてのローカルワード線の電位LWL0
〜LWL511をLレベルとする。その後、プリチャージ信号
/ φ pが図9の(c)に示すように時刻t3 でHレベル
に立ち上がると、これを受けて#16のメモリセルアレ
イ21内のローカルワード線の電位LWL0を受け、コラム
選択信号CSL0に対応したビット線対212に接続された
メモリセルMCに記憶されていたデータに応じた電位が、
このビット線対212およびIOゲート231を介してI
/O線対230に伝えられ、このI/O線対の電位I
On ,/IOn は図9の(g)に示すように一方は電源電位
cc(5.0V)のままで他方は500mV 程度低い電位(4.5V)と
なり、正相入力に基準電位Vref (4.9V)を受ける差動増
幅回路24における第1の増幅回路240および第2の
増幅回路241のどちらか一方の逆相入力が基準電位V
ref よりも高いプリチャージされた電源電位Vccのまま
で他方の逆相入力が基準電位Vref よりも低い電位とな
るため、増幅信号RD16n および/RD16nは図9の(h)に
示すように一方がHレベル他方がLレベルとなり、他の
メモリセルアレイ21に対応した増幅信号RDkn,/RDkn
メモリセルが選択されないためLレベルのままとなる。
【0072】そして、入出力回路28は差動増幅回路2
4からの増幅信号RD160,/RD160〜RD167,/RD167を受け、
これに応じたデータD0〜D7を図9の(i)に示すように
入出力端子29に出力する。また、#16のメモリセル
アレイ21に対応する増幅信号RD16n および/RD16nの一
方がHレベル他方がLレベルになったのを受けて、この
メモリセルアレイ21に対応するサブ出力確定信号発生
回路250から出力されるサブ出力確定信号SOA16nは図
9の(j)に示すようにHレベルとなり、このサブ出力
確定信号SOA16nを受けるこのメモリセルアレイ21に対
応したアレイ用出力確定信号発生回路251から出力さ
れるアレイ用出力確定信号MOA16 は8個のサブ出力確定
信号SOA160〜SOA167のうち一番遅くHレベルに立ち上が
る信号がHレベルになり8個すべてがHレベルになると
図9の(k)に示すようにHレベルとなる。一方、選択
されていない他のメモリセルアレイ21に対応する増幅
信号RDknおよび/RD knはともにLレベルのままで、これ
を受けるサブ出力確定信号発生回路250から出力され
るサブ出力確定信号SOA knはLレベルのままとなり、こ
れを受けるアレイ用出力確定信号発生回路251から出
力されるアレイ用出力確定信号MOA0〜MOA15,MOA17 〜MO
A31 はLレベルのままとなる。
【0073】そして、各アレイ用出力確定信号発生回路
251から出力されるアレイ用出力確定信号MOA0〜MOA
31 を受けてデータ出力確定信号発生回路252から出
力されるデータ出力確定信号OAは、入出力端子29に出
力されるデータに対応したアレイ用出力確定信号MOA16
がHレベルとなると図9の(m)に示すように時刻t5
でHレベルとなり、出力確定信号出力端子253から外
部に出力され、データ出力が確定したことを知らせる。
【0074】その後、時刻t6 でアドレス信号A i が図
9の(a)に示すように変化すると、上記した時刻t0
から時刻t5 までの動作とほぼ同様に動作し、まず、ア
ドレス信号A i に基づきブロック選択信号発生回路16
から出力されるブロック選択信号BS31が図9の(b)に
示すようにHレベルとなり残りのBSk はLレベルとな
る。
【0075】また、このアドレス信号A i の変化に伴い
アドレス変化検知回路はワンショットのアドレス変化信
号ATD を出力し、これを受けるプリチャージ信号発生回
路20が図9の(c)に示すように時刻t7 でLレベル
となるとこれを受けるビット線プリチャージ回路213
によりビット線対212は電源電位Vccにプリチャージ
され、I/O線プリチャージ回路232によりI/O線
対230の電位IOn ,/IOn (n=0,1, …,7) は図9の
(g)に示すように電源電位Vccにプリチャージされ
る。そして、このI/O線対230の電位IOn ,/IOn
電源電位Vccにプリチャージされたことにより、差動増
幅回路24における第1の増幅回路240および第2の
増幅回路241の逆相入力(5.0V)が正相入力のV
ref (4.9V)よりも高くなるため、第1の増幅回路240
および第2の増幅回路241から出力される増幅信号RD
kn,/RDknは図9の(h)に示すようにともにLレベルと
なり、これを受けてサブ出力確定信号発生回路250か
ら出力されるサブ出力確定信号SOA knは図9の(j)に
示すようにLレベルとなり、これを受けるアレイ用出力
確定信号発生回路251から出力されるアレイ用出力確
定信号MOA k は全て図9の(k)に示すようにLレベル
となり、これを受けるデータ出力確定信号発生回路25
2から出力されるデータ出力確定信号OAは図9の(m)
に示すようにLレベルとなる。
【0076】また、クローバルロウデコーダ181によ
りクローバルワード線の電位GWL127がHレベルに立ち上
げられたあとのクローバルワード線の電位GWL u はLレ
ベルとされ、#31のメモリセルアレイ21に対応する
コラム選択回路22はHレベルのブロック選択信号BS31
を受け、コラム選択信号CSL7を図9の(f)に示すよう
にHレベルに立ち上げ、残りのCSL m はLレベルとし、
他のメモリセルアレイ21に対応するコラム選択回路2
2はLレベルのブロック選択信号BSk を受けてすべての
コラム選択信号CSL0〜CSL7をLレベルとする。
【0077】そして、#31のメモリセルアレイ21に
対応するローカルロウデコーダ182によりローカルワ
ード線の電位LWL511が図9の(e)に示すように時刻t
8 でHレベルに立ち上げられ残りのLWL v はLレベルに
され、他のメモリセルアレイ21に対応するローカルロ
ウデコーダ182はすべてのローカルワード線の電位LW
L0〜LWL511をLレベルとする。その後、プリチャージ信
号/ φ pが図9の(c)に示すように時刻t9 でHレベ
ルに立ち上がると、これを受けて#31のメモリセルア
レイ21内のローカルワード線の電位LWL511を受け、コ
ラム選択信号CSL7に対応したビット線対212に接続さ
れたメモリセルMCに記憶されていたデータに応じた電位
が、このビット線対212およびIOゲート231を介し
てI/O線対230に伝えられ、このI/O線対の電位
IOn ,/IOn は図9の(g)に示すように一方は電源電位
cc(5.0V)のままで他方は500mV 程度低い電位(4.5V)と
なり、正相入力に基準電位Vref (4.9V)を受ける差動増
幅回路24における第1の増幅回路240および第2の
増幅回路241のどちらか一方の逆相入力が基準電位V
ref よりも高いプリチャージされた電源電位Vccのまま
で他方の逆相入力が基準電位Vref よりも低い電位とな
るため、増幅信号RD31n および/RD31nは図9の(h)に
示すように一方がHレベル他方がLレベルとなり、他の
メモリセルアレイ21に対応した増幅信号RDkn,/RDkn
メモリセルが選択されないためLレベルのままとなる。
【0078】そして、入出力回路28は差動増幅回路2
4からの増幅信号RD310,/RD310〜RD317,/RD317を受け、
これに応じたデータD0〜D7を図9の(i)に示すように
入出力端子29に出力する。また、#31のメモリセル
アレイ21に対応する増幅信号RD31n および/RD31nの一
方がHレベル他方がLレベルになったのを受けて、この
メモリセルアレイ21に対応するサブ出力確定信号派生
回路250から出力されるサブ出力確定信号SOA31nは図
9の(j)に示すようにHレベルとなり、このサブ出力
確定信号SOA31nを受けるこのメモリセルアレイ21に対
応したアレイ用出力確定信号発生回路251から出力さ
れるアレイ用出力確定信号MOA31 は8個のサブ出力確定
信号SOA310〜SOA317のうち一番遅くHレベルに立ち上が
る信号がHレベルになり8個すべてがHレベルになると
図9の(k)に示すようにHレベルとなる。一方、選択
されていない他のメモリセルアレイ21に対応する増幅
信号RDknおよび/RD knはともにLレベルのままで、これ
を受けるサブ出力確定信号発生回路250から出力され
るサブ出力確定信号SOA knはLレベルのままとなり、こ
れを受けるアレイ用出力確定信号発生回路251から出
力されるアレイ用出力確定信号MOA0〜MOA30 はLレベル
のままとなる。
【0079】そして、各アレイ用出力確定信号発生回路
251から出力されるアレイ用出力確定信号MOA0〜MOA
31 を受けてデータ出力確定信号発生回路252から出
力されるデータ出力確定信号OAは、入出力端子29に出
力されるデータに対応したアレイ用出力確定信号MOA31
がHレベルとなると図9の(m)に示すように時刻t11
でHレベルとなり、出力確定信号出力端子253から外
部に出力され、データ出力が確定したことを知らせる。
【0080】以上のようにこの実施例1のコンピュータ
においては、SRAM 11がアドレス信号に応じたメモリ
セルからのデータD0〜D7をデータ入出力端子29に出力
すると共に、このデータD0〜D7の出力が確定するとHレ
ベルとなるデータ出力確定信号OAを出力確定信号出力端
子253に出力し、MPU 10がSRAM 11のデータ入出
力端子29からのデータD0〜D7および出力確定信号出力
端子253からのデータ出力確定信号OAを受け、このデ
ータ出力確定信号OAが所定のレベルとなるとデータD0
D7をラッチして内部に取り込み処理を行うので、このコ
ンピュータを最悪条件の高温、低電源電圧下で使用して
いないときはSRAM 11の最大アドレスアクセス時間t
AAC (max) よりも短い時間tAAC でデータ出力確定信号
OAがHレベルとなるため、従来のように最大アドレスア
クセス時間tAAC (max) までにRAM の読み出し動作が完
了していることを前提として、MPU 10に最大アドレス
アクセス時間tAAC (max) が経過してから、つまりこの
最大アドレスアクセス時間tAAC (max) を考慮してこれ
よりも周期の大きなクロック信号に同期させてデータD0
〜D7をラッチし内部に取り込み処理する動作をさせなく
てよいので、tAAC(max) −tAAC だけ無駄な待機時間
が抑制され高速動作が可能となる。
【0081】また、この実施例1のSRAM 11において
は、メモリセルを32個の複数のメモリセルアレイ21
に分割して選択されていない31個のメモリセルアレイ
21では差動増幅回路24を非活性化するなどして読み
出し動作を行わないようにしているので低消費電力であ
る。さらに、このように32個の複数のメモリセルアレ
イ21に分割されたSRAM11において、各メモリセルア
レイ21に対応して設けられた32個のアレイ用出力確
定信号発生回路251から出力される、対応したメモリ
セルアレイ21からのデータが確定したことを知らせる
アレイ用出力確定信号MOA0〜MOA31 のうち、入出力端子
29に出力されるデータD0〜D7に対応した1個のアレイ
用出力確定信号MOA k がHレベルとなると、データ出力
確定信号OAがHレベルとなるようにデータ出力確定信号
発生回路252を構成しているので、選択されていない
メモリセルアレイ21に対応した残りの31個のアレイ
用出力確定信号MOA k がLレベルのままでも確実にデー
タ出力確定信号OAを出力することができる。
【0082】また、さらに1つメモリセルアレイ21を
各入出力端子29に対応させて8個のサブメモリセルア
レイに分割し、各サブメモリセルアレイに対応して設け
られるサブ出力確定信号発生回路250からの8個のサ
ブ出力確定信号SOA k0〜SOAk7が全て出力が確定したこ
とを示すHレベルになってからこのメモリアレイ21に
対応したアレイ用出力確定信号MOA k がHレベルとなる
ようにアレイ用出力確定信号発生回路251を構成して
いるので、×8の多ビット品でも全てのデータD0〜D7
確定してからデータ出力確定信号OAがHレベルに立ち上
がることになり、確実なデータ出力確定信号OAの出力が
実現できる。
【0083】また、差動増幅回路24における第1の増
幅回路240および第2の増幅回路241がそれぞれI
/O線対230のどちらかの電位IOn ,/IOn と、接地電
位とプリチャージ電位Vcc(5.0V)との間の基準電位V
ref (4.9V)を受けているため、I/O線対230がプリ
チャージ電位にプリチャージされているとき、第1の増
幅回路240および第2の増幅回路241がオフセット
電圧によらずともにLレベルの増幅信号RDkn,/RDknを出
力するので、I/O線対230をプリチャージしている
ときにオフセット電圧により増幅信号RDkn,/RDknのうち
一方がHレベル、他方がLレベルとなり誤ってサブ出力
確定信号がHレベルとなるのが防がれる。
【0084】さらに、第1の増幅回路240および第2
の増幅回路241におけるカレントミラーセンスアンプ
243および245の前段にレベルシフタ242および
244を設け、カレントミラーセンスアンプ243およ
び245の入力電位のレベルを低下させ、カレントミラ
ーセンスアンプ243および245が高ゲインの領域で
動作するようにしているので、第1の増幅回路240お
よび第2の増幅回路241の高速動作が可能となる。
【0085】また、第1の増幅回路240および第2の
増幅回路241をセンスアンプイネーブル信号SEk によ
り活性化させるとき、このセンスアンプイネーブル信号
SEkを完全に電源電位Vccでなく、電源電位Vccよりも
低い電位としているので、第1の増幅回路240および
第2の増幅回路241が高ゲインとなり高速動作が可能
となる。
【0086】実施例2.次にこの発明の実施例2につい
て、図10に基づき説明する。この実施例2が実施例1
と異なる点は、差動増幅回路24の回路構成である。図
10は、この実施例2の差動増幅回路24の回路図およ
びその周辺回路図を示しており、差動増幅回路24にお
いて、246はI/O線対230の電位IOn ,/IOn を受
け、これをシフトダウンしたシフト電位VS,/VSを出力す
るレベルシフタ、247はレベルシフタ246からのシ
フト電位VS,/VSを受け、これを増幅した相補信号CSG,/C
SGを第1の出力ノード247bおよび第2の出力ノード
247dに出力するクロスカップルセンスアンプで、レ
ベルシフタ246とで相補増幅回路24aを構成する。
【0087】また、24bは一方の電極が相補増幅回路
24aにおける第1の出力ノード247bに接続される
第1のキャパシタ、24cは一方の電極が相補増幅回路
24aにおける第2の出力ノード247dに接続された
第2のキャパシタ、248は第1のキャパシタ24bの
他方の電極に接続された第1の入力ノード248hを有
し、第2の基準電位Vref2(2.4V)および第1の入力ノー
ドの電位P1を受け、この第1の入力ノードの電位P1が第
2の基準電位Vref2より高いとLレベルとなり、低いと
Hレベルとなる増幅信号RDknを出力する第1の増幅回
路、249は第2のキャパシタ24bの他方の電極に接
続された第2の入力ノード249hを有し、第2の基準
電位Vref2(2.4V)および第2の入力ノードの電位/P1
受け、この第2の入力ノードの電位/P1 が第2の基準電
位Vref2より高いとLレベルとなり、低いとHレベルと
なる増幅手段/RD knを出力する第2の増幅回路である。
【0088】また、24dはアドレス変化検知回路19
からのアドレス変化信号ATD を受け、このアドレス変化
信号ATD のHレベルへの立ち上がりに応じてHレベルと
なり、所定期間Hレベルを保持するオフセットキャンセ
ル制御信号OCC を出力するオフセットキャンセル制御信
号発生回路、24eは1/2 Vccの第1の基準電位Vre f1
(2.5V)およびオフセットキャンセル制御信号発生回路2
4dからのオフセットキャンセル制御信号OCC を受け、
このオフセットキャンセル制御信号OCC がHレベルとな
ると、第1の増幅回路248における第1の入力ノード
248hおよび第2の増幅回路249における第2の入
力ノード249hに第1の基準電位Vre f1を与えるオフ
セットキャンセル回路で、第1の基準電位Vref1が与え
られるノード24ecと第1の入力ノード248hとの
間に接続され、ゲート電極にオフセットキャンセル制御
信号OCC を受けるnチャネルMOSトランジスタ24e
aと、ノード24eと第2の入力ノード249hとの間
に接続され、ゲート電極にオフセットキャンセル制御信
号OCC を受けるnチャネルMOSトランジスタ24eb
とから構成されている。
【0089】さらに、レベルシフタ246において、2
46aは電源電位ノード110とシフト電位VSを出力す
るノード246bとの間に接続され、ゲート電極にI/
O線230aの電位IOn を受けるnチャネルMOSトラ
ンジスタ、246cは電源電位ノード110とシフト電
位/VS を出力するノード246dとの間に接続され、ゲ
ート電極にI/O線230bの電位/IO n を受けるnチ
ャネルMOSトランジスタ、246eはドレイン電極が
ノード246bに接続され、ゲート電極がノード246
dに接続されたnチャネルMOSトランジスタ、246
fはノード246dとnチャネルMOSトランジスタ2
46eのソース電極との間に接続され、ゲート電極がノ
ード246bに接続され、nチャネルMOSトランジス
タ246eとでクロスカップル回路を構成するnチャネ
ルMOSトランジスタ、246gはnチャネルMOSト
ランジスタ246eおよび246fのソース電極と接地
電位ノード111との間に接続され、ゲート電極にブロ
ック選択信号BSk がHレベルとなると接地電位よりも高
く、電源電位Vccよりも少し低い電位となるセンスアン
プイネーブル信号SEk を受け、飽和領域で動作して定電
流源となっているnチャネルMOSトランジスタであ
る。
【0090】また、クロスカップルセンスアンプ247
において、247aは電源電位ノード110と相補信号
CSG が出力される第1の出力ノード247bとの間に接
続され、ゲート電極が相補信号/CSGが出力される第2の
出力ノード247dに接続されたpチャネルMOSトラ
ンジスタ、247cは電源電位ノード110と第2の出
力ノード247dとの間に接続され、ゲート電極が第1
の出力ノード247bに接続され、pチャネルMOSト
ランジスタ247aとでクロスカップル回路を構成する
pチャネルMOSトランジスタ、247eはドレイン電
極が第1の出力ノード247bに接続されゲート電極に
レベルシフタ246からのシフト電位VSを受けるnチャ
ネルMOSトランジスタ、247fは第2の出力ノード
247dとnチャネルMOSトランジスタ247eのソ
ース電極との間に接続され、ゲート電極にレベルシフタ
246からのシフト電位/VS を受けるnチャネルMOS
トランジスタ、247gはnチャネルMOSトランジス
タ247eおよび247fのソース電極と接地電位ノー
ド111との間に接続され、ゲート電極にセンスアンプ
イネーブル信号SEk を受け、飽和領域で動作して定電流
源となっているnチャネルMOSトランジスタ、247
hは電源電位ノード110と第1の出力ノード247b
との間にダイオード接続されたpチャネルMOSトラン
ジスタ、247iは電源電位ノード110と第2の出力
ノード247dとの間にダイオード接続されたpチャネ
ルMOSトランジスタである。
【0091】また、第1の増幅回路248において、2
48aは電源電位ノード110とノード248bとの間
に接続され、ゲート電極がノード248bに接続された
pチャネルMOSトランジスタ、248cは電源電位ノ
ード110と増幅信号RDknが出力される増幅信号出力ノ
ード248dとの間に接続され、ゲート電極がノード2
48bに接続され、pチャネルMOSトランジスタ24
8aとでカレントミラー回路を構成するpチャネルMO
Sトランジスタ、248eはドレイン電極がノード24
8bに接続され、ゲート電極に第2の基準電位Vref2
受けるnチャネルMOSトランジスタ、248fは増幅
信号出力ノード248dとnチャネルMOSトランジス
タ248eのソース電極との間に接続され、ゲート電極
が第1の入力ノード248hに接続されたnチャネルM
OSトランジスタ、248gはnチャネルMOSトラン
ジスタ248eおよび248fのソース電極と接地電位
ノード111との間に接続され、ゲート電極にセンスア
ンプイネーブル信号SEk を受け、飽和領域で動作して定
電流源となっているnチャネルMOSトランジスタで、
この第1の増幅回路248を構成するトランジスタは消
費電流低減のためクロスカップルセンスアンプ247を
構成するトランジスタよりもサイズがしぼってある。
【0092】また、第2の増幅回路249において、2
49aは電源電位ノード110とノード249bとの間
に接続され、ゲート電極がノード249bに接続された
pチャネルMOSトランジスタ、249cは電源電位ノ
ード110と増幅信号/RD knが出力される増幅信号出力
ノード249dとの間に接続され、ゲート電極がノード
249bに接続され、pチャネルMOSトランジスタ2
49aとでカレントミラー回路を構成するpチャネルM
OSトランジスタ、249eはドレイン電極がノード2
49bに接続され、ゲート電極に第2の基準電位Vref2
を受けるnチャネルMOSトランジスタ、249fは増
幅信号出力ノード249dとnチャネルMOSトランジ
スタ249eのソース電極との間に接続され、ゲート電
極が第2の入力ノード249hに接続されたnチャネル
MOSトランジスタ、249gはnチャネルMOSトラ
ンジスタ249eおよび249fのソース電極と接地電
位ノード111との間に接続され、ゲート電極にセンス
アンプイネーブル信号SEkを受け、飽和領域で動作して
定電流源となっているnチャネルMOSトランジスタ
で、この第2の増幅回路249を構成するトランジスタ
も消費電流低減のためクロスカップルセンスアンプ24
7を構成するトランジスタよりもサイズがしぼってあ
る。
【0093】次に以上のように構成された実施例2の動
作について説明する。この実施例2においても図9のタ
イミング図に示されたように実施例1とほぼ同様の動作
をする。よって、回路構成の異なる差動増幅回路24の
動作について図11に基づき説明する。まず、アドレス
信号A i が図11の(a)に示すように時刻t20で変化
すると、このアドレス信号A i に基づき選択メモリアレ
イに対応したセンスアンプイネーブル信号SEk が図11
の(b)に示すようにHレベルに立ち上がり、これを受
ける差動増幅回路24は活性化し、このアドレス信号A
i の変化を受けるアドレス変化検知回路19が図11の
(c)に示すようなワンショットのアドレス変化信号AT
D を出力し、これを受けるオフセットキャンセル制御信
号発生回路24dから出力されるオフセットキャンセル
制御信号OCC は図11の(e)に示すようにHレベルに
立ち上がる。
【0094】すると、Hレベルに立ち上がったオフセッ
トキャンセル制御信号OCC を受けるオフセットキャンセ
ル回路24eにおけるnチャネルMOSトランジスタ2
4eaおよび24ebが導通し、第1の基準電位Vref1
(2.5V)が第1の入力ノード248hおよび第2の入力ノ
ード249hに伝えられ、この第1の入力ノード248
hの電位P1および第2の入力ノード249hの電位/P1
は図11の(i)に示すように第1の基準電位Vref1
なる。すると、第1の入力ノードの電位P1と第1の基準
電位Vref1よりも100mV 程度低い第2の基準電位Vref2
(2.4V)とを受ける第1の増幅回路248は、第1の入力
ノードの電位P1(2.5V)が第2の基準電位Vref2(2.4V)よ
りも高いので、図11の(j)に示すようにLレベルと
なる増幅信号RDknを出力する。このように、第2の基準
電位Vref2を第1の基準電位Vre f1よりも100mV 程度低
くしておくことで、増幅回路がオフセット電圧特性、つ
まり2つの入力電位が等しいときに、理想的には接地電
位と電源電位との中間の電位が出力されるはずだが、増
幅回路を構成するトランジスタの寸法のばらつきにより
HレベルまたはLレベルを出力するか決まってしまうと
いう特性をもっていることで増幅信号RDknがHレベルと
なってしまうということが抑制されている。
【0095】また、第2の増幅回路249においても第
1の増幅回路248と同様に第2の入力ノードの電位/P
1 と第1の基準電位Vref1よりも100mV 程度低い第2の
基準電位Vref2(2.4V)とを受け、第1の入力ノードの電
位P1(2.5V)が第2の基準電位Vref2(2.4V)よりも高いの
で、図11の(j)に示すようにLレベルとなる増幅信
号/RD knを出力する。すると、共にLレベルの増幅信号
RDkn, /RD knを受けるサブ出力確定信号発生回路250
はLレベルのサブ出力確定信号SOA knを図11の(k)
に示すように出力する。
【0096】そして、ワンショットのアドレス変化信号
ATD を受け、プリチャージ信号発生回路20から出力さ
れるプリチャージ信号/ φp は図11の(c)に示すよ
うに時刻t21でLレベルとなり、このプリチャージ信号
/ φp を受けるI/O線プリチャージ回路232はI/
O線230aおよび230bの電位IOn ,/IOn を図11
(f)に示すように電源電位VCCにプリチャージする。
そして、このI/O線の電位IOn ,/IOn を受けるレベル
シフタ246は、理想的にはともに接地電位と電源電位
との中間の電位となるシフト電位VS,/VSを出力するが、
これもやはりこのレベルシフタ246を構成するトラン
ジスタの寸法のばらつきで、図11の(g)斜線部に示
すようにどちらか一方が中間の電位よりも高い電位、他
方が中間の電位より低い電位となるシフト電位VS,/VSを
出力する。
【0097】そして、このシフト電位VS,/VSを受けるク
ロスカップルセンスアンプ247の第1の出力ノード2
47bおよび第2の出力ノード247dに出力される相
補信号CSG,/CSGは入力されるシフト電位VS,/VS間に電位
差がある場合は図11の(h)斜線部に示すように一方
がHレベル他方がLレベルとなり、また、理想的に共に
中間の電位のシフト電位VS,/VSが入力された場合は、こ
のクロスカップルセンスアンプ247は理想的にはとも
に中間の電位となる相補信号CSG,/CSGを出力するところ
であるが、やはりオフセット特性をもっているのでこの
クロスカップルセンスアンプ247を構成するトランジ
スタの寸法のばらつきにより一方がHレベル、他方がL
レベルとなる相補信号CSG,/CSGを図11の(h)斜線部
に示すように出力する。このt21の時点でも第1の入力
ノード248hおよび第2の入力ノード249hにはオ
フセットキャンセル回路24eにより第1の基準電位V
re f1(2.5V)が与えられているので第1の増幅回路248
および第2の増幅回路249は共にLレベルの増幅信号
RDkn,/RDknを出力したままである。
【0098】そして、プリチャージ信号/ φp が図11
の(d)に示すように時刻t22でHレベルに立ち上がる
と、I/O線230aおよび230bのプリチャージが
終了し、このI/O線230aおよび230bの電位IO
n ,/IOn は選択されたメモリセルに記憶されていたデー
タに応じて、図11の(f)に示すように一方がプリチ
ャージされていた電源電位Vccのままに、他方がプリチ
ャージされていた電源電位Vccよりも500mV 程度低い電
位となる。また、オフセットキャンセル制御信号発生回
路24dから出力されるオフセットキャンセル制御信号
OCC も図11(e)に示すようにLレベルに立ち下が
り、これを受けるオフセットキャンセル回路24eにお
けるnチャネルMOSトランジスタ24eaおよび24
ebは非導通状態となり、第1の入力ノード248hお
よび第2の入力ノード249hに第1の基準電位Vref1
が供給されなくなる。
【0099】そして、電位差の生じたI/O線230a
および230bの電位IOn ,/IOn を受けるレベルシフタ
246は、この電位レベルをシフトダウンしたシフト電
位VS,/VSを図11(g)に示すように時刻t23で出力
し、クロスカップルセンスアンプ247はこのシフト電
位VS,/VSを受けて一方がHレベル、他方がLレベルとな
る相補信号CSG,/CSGを図11の(h)に示すように出力
する。すると、この相補信号CSG,/CSGを受ける第1のキ
ャパシタ24bおよび第2のキャパシタ24cの容量結
合により、第1の入力ノード248hの電位P1および第
2の入力ノードの電位/P1 が図11の(i)に示すよう
に、一方が第1の増幅回路248および第2の増幅回路
249に入力されている第2の基準電位Vref2(2.4V)よ
り高いHレベルに、他方がこの第2の基準電位V
ref2(2.4V)より低いLレベルとなり、第1の増幅回路2
48および第2の増幅回路249から出力される増幅回
路RDkn,/RDknは図11の(j)に示すように、一方がH
レベル他方がLレベルとなり、これを受けてサブ出力確
定信号発生回路250から出力されるサブ出力確定信号
SOAknはHレベルに立ち上がる。
【0100】以上のようにこの実施例2のコンピュータ
においては、実施例1におけるコンピュータと同様に、
データD0〜D7の出力が確定するとHレベルとなるデータ
出力確定信号OAを出力確定信号出力端子253に出力す
るので、コンピュータを最悪条件の高温、低電源電圧下
で使用していないときMPU 10の無駄な待機時間が抑制
され高速動作が可能となる。また、この実施例2のSRAM
11においては、実施例1のSRAM 11と同様に、メ
モリセルを複数のメモリセルアレイ21に分割して分割
動作しているので低消費電力である。また、これも実施
例1のSRAM 11と同様に入出力端子29に出力される
データD0〜D7に対応した1個のアレイ用出力確定信号MO
A k がHレベルとなると、データ出力確定信号OAがHレ
ベルとなるようにしているので、選択されていないメモ
リセルアレイ21に対応した残りのアレイ用出力確定信
号MOA k がLレベルのままでも確実にデータ出力確定信
号OAを出力することができる。
【0101】また、これも実施例1のSRAM 11と同様
に1つメモリセルアレイ21内の各サブメモリセルアレ
イに対応して設けられるサブ出力確定信号発生回路25
0からのサブ出力確定信号SOA k0〜SOA k7が全て出力が
確定したことを示すHレベルになってからアレイ用出力
確定信号MOA k がHレベルとなるようにしているので、
多ビット品でも全てのデータD0〜D7が確定してからデー
タ出力確定信号OAがHレベルに立ち上がることになり、
確実なデータ出力確定信号OAの出力が実現できる。
【0102】さらに、この実施例2においては、差動増
幅回路24におけるクロスカップルセンスアンプ247
と、第1の入力ノード248hおよび第2の入力ノード
249hとの間に第1のキャパシタ24bおよび第2の
キャパシタ24cを設け、I/O線対230をプリチャ
ージ中はオフセットキャンセル回路24eにより第1の
入力ノード248hおよび第2の入力ノード249hに
第1の基準電位Vref1を与えているため、プリチャージ
中は第1の入力ノード248hおよび第2の入力ノード
249hがクロスカップルセンスアンプ247のオフセ
ット電圧の影響を受けず、その結果クロスカップルセン
スアンプ247のオフセット電圧が増幅信号RDkn,/RDkn
に影響せず、オフセット電圧で誤ってサブ出力確定信号
SOA knがHレベルとなることがない。
【0103】さらに、差動増幅回路24における第1の
増幅回路248および第2の増幅回路249はI/O線
対230のプリチャージ中に第1の入力ノード248h
および第2の入力ノード249hに与えられる第1の基
準電位Vref1(2.5V)より100mV 程度低い第2の基準電位
ref2(2.4V)を受けているので、プリチャージ中に第1
の増幅回路248および第2の増幅回路249がオフセ
ット電圧によらずともにLレベルの増幅信号RDkn,/RDkn
を出力し、オフセット電圧により誤ってサブ出力確定信
号SOA knがHレベルとなることがない。
【0104】さらに、差動増幅回路24におけるクロス
カップルセンスアンプ247の前段にレベルシフタ24
6を設け、クロスカップルセンスアンプ247の入力電
位のレベルを低下させ、クロスカップルセンスアンプ2
47が高ゲインの領域で動作するようにしているので、
差動増幅回路24の高速動作が可能となる。
【0105】また、差動増幅回路24をセンスアンプイ
ネーブル信号SEk により活性化させるとき、このセンス
アンプイネーブル信号SEk を完全に電源電位Vccでな
く、電源電位Vccよりも低い電位としているので、差動
増幅回路24が高ゲインとなり高速動作が可能となる。
【0106】実施例3.次にこの発明の実施例3につい
て、図12に基づき説明する。この実施例3が実施例2
と異なる点は、差動増幅回路24における第1の増幅回
路248および第2の増幅回路249の回路構成と、第
1の増幅回路248から増幅信号/RD kn出力され、第2
の増幅回路249から増幅信号RDknが出力される点であ
る。図12は、この実施例2の差動増幅回路24の回路
図およびその周辺回路図を示しており、差動増幅回路2
4の第1の増幅回路248において、248iは第1の
入力ノード248hと増幅信号/RD knが出力される増幅
信号出力ノード248icとの間に接続され、この第1
の入力ノード248hの電位P1を受け、I/O線対23
0をプリチャージ中にオフセットキャンセル回路24e
により第1の入力ノード248hに与えられる第1の基
準電位Vref1(2.5V)よりも低い閾値V th1(2.4V) を有
し、第1の入力ノード248hの電位P1がこの閾値V
th1 より高いとLレベルとなり、低いとHレベルとなる
増幅信号/RD knを出力するインバータで、電源電位ノー
ド110と増幅信号出力ノード248icとの間に接続
され、ゲート電極が第1の入力ノード248hに接続さ
れるpチャネルMOSトランジスタ248iaと、増幅
信号出力ノード248icと接地電位ノード111との
間に接続され、ゲート電極が第1の入力ノード248h
に接続されたnチャネルMOSトランジスタ248ib
とから構成されている。
【0107】また、第2の増幅回路249において、2
49iは第2の入力ノード249hと増幅信号RDknが出
力される増幅信号出力ノード249icとの間に接続さ
れ、この第2の入力ノード249hの電位/P1 を受け、
I/O線対230をプリチャージ中にオフセットキャン
セル回路24eにより第2の入力ノード249hに与え
られる第1の基準電位Vref1(2.5V)よりも低い閾値V
th2(2.4V) を有し、第2の入力ノード249hの電位/P
1 がこの閾値Vth2 より高いとLレベルとなり、低いと
Hレベルとなる増幅信号RDknを出力するインバータで、
電源電位ノード110と増幅信号出力ノード249ic
との間に接続され、ゲート電極が第2の入力ノード24
9hに接続されるpチャネルMOSトランジスタ249
iaと、増幅信号出力ノード249icと接地電位ノー
ド111との間に接続され、ゲート電極が第2の入力ノ
ード249hに接続されたnチャネルMOSトランジス
タ249ibとから構成されている。
【0108】そして、インバータ248iの閾値Vth1
およびインバータ249iの閾値Vth2 はこのインバー
タ248iおよびインバータ249iを構成するトラン
ジスタのチャネル長で決めている。そして、第1の入力
ノード248hおよび第2の入力ノード249hに第1
の基準電位Vref1(2.5V)が与えられているときの、電源
電位ノード110からpチャネルMOSトランジスタ2
48iaおよびnチャネルMOSトランジスタ248i
bを介して接地電位ノード111に流れる貫通電流およ
び電源電位ノード110からpチャネルMOSトランジ
スタ249iaおよびnチャネルMOSトランジスタ2
49ibを介して接地電位ノード111に流れる貫通電
流を減少させるために、これらのトランジスタのチャネ
ル幅をクロスカップルセンスアンプ247を構成するト
ランジスタなどに比べて小さくしてチャネル幅とチャネ
ル長の比を小さくしている。
【0109】この実施例3においても、図9のタイミン
グ図に示されたように実施例1とほぼ同様の動作をす
る。また、実施例1と回路構成の異なる差動増幅回路2
4の動作についても図11のタイミング図に示された実
施例2の差動増幅回路24と同様の動作をする。
【0110】以上のようにこの実施例3のコンピュータ
においては、実施例1におけるコンピュータと同様に、
データD0〜D7の出力が確定するとHレベルとなるデータ
出力確定信号OAを出力確定信号出力端子253に出力す
るので、コンピュータを最悪条件の高温、低電源電圧下
で使用していないときMPU 10の無駄な待機時間が抑制
され高速動作が可能となる。また、この実施例3のSRAM
11においては、実施例1のSRAM 11と同様に、メ
モリセルを複数のメモリセルアレイ21に分割して分割
動作しているので低消費電力である。また、これも実施
例1のSRAM 11と同様に入出力端子29に出力される
データD0〜D7に対応した1個のアレイ用出力確定信号MO
A k がHレベルとなると、データ出力確定信号OAがHレ
ベルとなるようにしているので、選択されていないメモ
リセルアレイ21に対応した残りのアレイ用出力確定信
号MOA k がLレベルのままでも確実にデータ出力確定信
号OAを出力することができる。
【0111】また、これも実施例1のSRAM 11と同様
に1つメモリセルアレイ21内の各サブメモリセルアレ
イに対応して設けられるサブ出力確定信号発生回路25
0からのサブ出力確定信号SOA k0〜SOA k7が全て出力が
確定したことを示すHレベルになってからアレイ用出力
確定信号MOA k がHレベルとなるようにしているので、
多ビット品でも全てのデータD0〜D7が確定してからデー
タ出力確定信号OAがHレベルに立ち上がることになり、
確実なデータ出力確定信号OAの出力が実現できる。
【0112】また、この実施例3においては、実施例2
のSRAM 11と同様に差動増幅回路24におけるクロス
カップルセンスアンプ247と、第1の入力ノード24
8hおよび第2の入力ノード249hとの間に第1のキ
ャパシタ24bおよび第2のキャパシタ24cを設け、
I/O線対230をプリチャージ中はオフセットキャン
セル回路24eにより第1の入力ノード248hおよび
第2の入力ノード249hに第1の基準電位Vref1を与
えているため、プリチャージ中は第1の入力ノード24
8hおよび第2の入力ノード249hがクロスカップル
センスアンプ247のオフセット電圧の影響を受けず、
その結果クロスカップルセンスアンプ247のオフセッ
ト電圧が増幅信号RDkn,/RDknに影響せず、オフセット電
圧で誤ってサブ出力確定信号SOA knがHレベルとなるこ
とがない。
【0113】さらに、差動増幅回路24における第1の
増幅回路248および第2の増幅回路249はI/O線
対230のプリチャージ中に第1の入力ノード248h
および第2の入力ノード249hに与えられる第1の基
準電位Vref1(2.5V)より100mV 程度低い閾値Vth1 およ
びVth2 (2.4V)を有するインバータ248iおよび24
9iから構成されているので、プリチャージ中は確実に
サブ出力確定信号SOAknがLレベルとなり、かつ、実施
例2におけるカレントミラーセンスアンプからなる第1
の増幅回路248および第2の増幅回路249よりも少
ない素子で回路構成を実現でき、また、第2の基準電位
ref2を発生させる回路が不要となるので、実施例2に
くらべレイアウト面積が低減される。
【0114】また、このインバータ248iおよび24
9iトランジスタのチャネル幅をクロスカップルセンス
アンプ247を構成するトランジスタなどに比べて小さ
くしてチャネル幅とチャネル長の比を小さくしているの
で、貫通電流が少なく低消費電力となっている。
【0115】さらに、差動増幅回路24におけるクロス
カップルセンスアンプ247の前段にレベルシフタ24
6を設け、クロスカップルセンスアンプ247の入力電
位のレベルを低下させ、クロスカップルセンスアンプ2
47が高ゲインの領域で動作するようにしているので、
差動増幅回路24の高速動作が可能となる。
【0116】また、差動増幅回路24をセンスアンプイ
ネーブル信号SEk により活性化させるとき、このセンス
アンプイネーブル信号SEk を完全に電源電位Vccでな
く、電源電位Vccよりも低い電位としているので、差動
増幅回路24が高ゲインとなり高速動作が可能となる。
【0117】実施例4.次にこの発明の実施例4につい
て、図13に基づき説明する。この実施例4が実施例2
と異なる点は、差動増幅回路24の回路構成である。図
13は、この実施例4の差動増幅回路24の回路図およ
びその周辺回路図を示しており、差動増幅回路24にお
いて、246は実施例2におけるレベルシフタ246と
同じ回路構成で、I/O線対230の電位IOn ,/IOn
受け、これをシフトダウンしたシフト電位VS,/VSを出力
するレベルシフタ、24fはレベルシフタ246からの
シフト電位VS,/VSを受け、これを増幅したプリ増幅信号
信号PSを出力ノード24fdに出力するカレントミラー
センスアンプで、レベルシフタ246とでプリ増幅回路
24gを構成する。
【0118】また、24hは一方の電極がプリ増幅回路
24gにおける出力ノード24fdに接続されたキャパ
シタ、24jは第2の基準電位Vref2(2.4V)およびキャ
パシタ24hの他方の電極に接続された入力ノード24
iの電位P2を受け、この入力ノードの電位P2が第2の基
準電位Vref2より高いとLレベルとなり、低いとHレベ
ルとなる増幅信号RDknに出力する第1の増幅回路、24
kは第3の基準電位Vref3(2.6V)および第1の増幅回路
24jと共通の入力ノード24iの電位P2を受け、この
入力ノードの電位P2が第3の基準電位Vref3より高いと
Hレベルとなり、低いとLレベルとなる増幅信号/RD kn
を出力する第2の増幅回路である。
【0119】また、24dは実施例2におけるオフセッ
トキャンセル制御信号発生回路24dと同じオフセット
キャンセル制御信号発生回路で、アドレス変化検知回路
19からのアドレス変化信号ATD を受け、このアドレス
変化信号ATD のHレベルへの立ち上がりに応じてHレベ
ルとなり、所定期間Hレベルを保持するオフセットキャ
ンセル制御信号OCC を出力する。24mは第1の基準電
位Vref1(2.5V)およびオフセットキャンセル制御信号発
生回路24dからのオフセットキャンセル制御信号OCC
を受け、このオフセットキャンセル制御信号OCC がHレ
ベルとなると、第1の増幅回路24jおよび第2の増幅
回路24kに共通の入力ノード24iに第1の基準電位
ref1を与えるオフセットキャンセル回路で、第1の基
準電位Vref1が与えられるノード24mbと入力ノード
24iとの間に接続され、ゲート電極にオフセットキャ
ンセル制御信号OCC を受けるnチャネルMOSトランジ
スタ24maから構成されている。
【0120】さらに、カレントミラーセンスアンプ24
fにおいて、24faは電源電位ノード110とノード
24fbとの間に接続され、ゲート電極がノード24f
bに接続されたpチャネルMOSトランジスタ、24f
cは電源電位ノード110とプリ増幅信号PSが出力され
る出力ノード24fdとの間に接続され、ゲート電極が
ノード24fbに接続され、pチャネルMOSトランジ
スタ24faとでカレントミラー回路を構成するpチャ
ネルMOSトランジスタ、24feはドレイン電極がノ
ード24fbに接続され、ゲート電極にレベルシフタ2
46からのシフト電位VSを受けるnチャネルMOSトラ
ンジスタ、24ffは出力ノード24fdとnチャネル
MOSトランジスタ24feのソース電極との間に接続
され、ゲート電極にレベルシフタ246からのシフト電
位/VS を受けるnチャネルMOSトランジスタ、24f
gはnチャネルMOSトランジスタ24feおよび24
ffのソース電極と接地電位ノード111との間に接続
され、ゲート電極にセンスアンプイネーブル信号SEk
受け、飽和領域で動作して定電流源となっているnチャ
ネルMOSトランジスタである。
【0121】また、第1の増幅回路24jにおいて、2
4jaは電源電位ノード110とノード24jbとの間
に接続され、ゲート電極がノード24jbに接続された
pチャネルMOSトランジスタ、24jcは電源電位ノ
ード110と増幅信号RDknが出力される増幅信号出力ノ
ード24jdとの間に接続され、ゲート電極がノード2
4jbに接続され、pチャネルMOSトランジスタ24
jaとでカレントミラー回路を構成するpチャネルMO
Sトランジスタ、24jeはドレイン電極がノード24
jbに接続され、ゲート電極に第2の基準電位V
ref2(2.4V)を受けるnチャネルMOSトランジスタ、2
4jfは増幅信号出力ノード24jdとnチャネルMO
Sトランジスタ24jeのソース電極との間に接続さ
れ、ゲート電極が入力ノード24iに接続されたnチャ
ネルMOSトランジスタ、24jgはnチャネルMOS
トランジスタ24jeおよび24jfのソース電極と接
地電位ノード111との間に接続され、ゲート電極にセ
ンスアンプイネーブル信号SEk を受け、飽和領域で動作
して定電流源となっているnチャネルMOSトランジス
タで、この第1の増幅回路24jを構成するトランジス
タは消費電流低減のためカレントミラーセンスアンプ2
4fを構成するトランジスタよりもサイズがしぼってあ
る。
【0122】また、第2の増幅回路24kにおいて、2
4kaは電源電位ノード110とノード24kbとの間
に接続され、ゲート電極がノード24kbに接続された
pチャネルMOSトランジスタ、24kcは電源電位ノ
ード110と増幅信号/RD knが出力される増幅信号出力
ノード24kdとの間に接続され、ゲート電極がノード
24kbに接続され、pチャネルMOSトランジスタ2
4kaとでカレントミラー回路を構成するpチャネルM
OSトランジスタ、24keはドレイン電極がノード2
4kbに接続され、ゲート電極が入力ノード24iに接
続されたnチャネルMOSトランジスタ、24kfは増
幅信号出力ノード24kdとnチャネルMOSトランジ
スタ24keのソース電極との間に接続され、ゲート電
極に第3の基準電位Vref3(2.6V)を受けるnチャネルM
OSトランジスタ、24kgはnチャネルMOSトラン
ジスタ24keおよび24kfのソース電極と接地電位
ノード111との間に接続され、ゲート電極にセンスア
ンプイネーブル信号SEk を受け、飽和領域で動作して定
電流源となっているnチャネルMOSトランジスタで、
この第2の増幅回路24kを構成するトランジスタは消
費電流低減のためカレントミラーセンスアンプ24fを
構成するトランジスタよりもサイズがしぼってある。
【0123】次に以上のように構成された実施例4の動
作について説明する。この実施例4においても図9のタ
イミング図に示されたように実施例1とほぼ同様の動作
をする。よって、回路構成の異なる差動増幅回路24の
動作について図14に基づき説明する。まず、アドレス
信号A i が図14の(a)に示すように時刻t20で変化
すると、このアドレス信号A i に基づき選択メモリアレ
イに対応したセンスアンプイネーブル信号SEk が図14
の(b)に示すようにHレベルに立ち上がり、これを受
ける差動増幅回路24は活性化し、このアドレス信号A
i の変化を受けるアドレス変化検知回路19が図14の
(c)に示すようなワンショットのアドレス変化信号AT
D を出力し、これを受けるオフセットキャンセル制御信
号発生回路24dから出力されるオフセットキャンセル
制御信号OCC は図14の(e)に示すようにHレベルに
立ち上がる。
【0124】すると、Hレベルに立ち上がったオフセッ
トキャンセル制御信号OCC を受けるオフセットキャンセ
ル回路24mにおけるnチャネルMOSトランジスタ2
4maが導通し、1/2 Vccの第1の基準電位Vref1(2.5
V)が入力ノード24iに伝えられ、入力ノード24iの
電位P2は図14の(i)に示すように第1の基準電位V
ref1となる。すると、入力ノード24iの電位P2と第1
の基準電位Vref1よりも100mV 程度低い第2の基準電位
ref2(2.4V)とを受ける第1の増幅回路24jは、入力
ノード24iの電位P2(2.5V)が第2の基準電位V
ref2(2.4V)よりも高いので、図14の(j)に示すよう
にLレベルとなる増幅信号RDknを出力する。このよう
に、第2の基準電位Vref2を第1の基準電位Vref1より
も100mV 程度低くしておくことで、増幅回路がオフセッ
ト電圧特性、つまり2つの入力電位が等しいときに、理
想的には接地電位と電源電位との中間の電位が出力され
るはずだが、増幅回路を構成するトランジスタの寸法の
ばらつきによりHレベルまたはLレベルを出力するか決
まってしまうという特性をもっていることで増幅信号RD
knがHレベルとなってしまうということが抑制されてい
る。
【0125】また、第2の増幅回路24kにおいても第
1の増幅回路24jと同様に入力ノード24iの電位P2
と第1の基準電位Vref1よりも100mV 程度高い第3の基
準電位Vref3(2.6V)とを受け、入力ノード24iの電位
P1(2.5V)が第3の基準電位Vref3(2.6V)よりも低いの
で、図14の(j)に示すようにLレベルとなる増幅信
号/RD knを出力する。このように、第3の基準電位V
ref3を第1の基準電位Vre f1よりも100mV 程度高くして
おくことで、増幅回路がオフセット電圧特性をもってい
ることで増幅信号/RD kn がHレベルとなってしまうと
いうことが抑制されている。そして、共にLレベルの増
幅信号RDkn,/RD kn を受けるサブ出力確定信号発生回路
250はLレベルのサブ出力確定信号SOA knを図14の
(k)に示すように出力する。
【0126】そして、ワンショントのアドレス変化信号
ATD を受け、プリチャージ信号発生回路20から出力さ
れるプリチャージ信号/ φp は図14の(c)に示すよ
うに時刻t21でLレベルとなり、このプリチャージ信号
/ φp を受けるI/O線プリチャージ回路232はI/
O線230aおよび230bの電位IOn ,/IO nを図14
(f)に示すように電源電位Vccにプリチャージする。
そして、このI/O線の電位IOn ,/IO nを受けるレベル
シフタ246は、理想的にはともに接地電位と電源電位
との中間の電位となるシフト電位VS,/VSを出力するが、
これもやはりこのレベルシフタ246を構成するトラン
ジスタの寸法のばらつきで、図14の(g)斜線部に示
すようにどちらか一方が中間の電位よりも高い電位、他
方が中間の電位より低い電位となるシフト電位VS,/VSを
出力する。
【0127】そして、このシフト電位VS,/VSを受けるカ
レントミラーセンスアンプ24fの出力ノード24fd
に出力されるプリ増幅信号PSは、入力されるシフト電位
VS,/VS間に電位差がある場合は図14の(h)斜線部に
示すようにVS>/VS ならばHレベル、VS</VS ならばL
レベルとなり、また、理想的に共に中間の電位のシフト
電位VS,/VSが入力された場合は、このカレントミラーセ
ンスアンプ24fは理想的には中間の電位となるプリ増
幅信号PSを出力するところであるが、やはりオフセット
特性をもっているのでこのカレントミラーセンスアンプ
24fを構成するトランジスタの寸法のばらつきにより
HレベルまたはLレベルとなるプリ増幅信号PSを図14
の(h)斜線部に示すように出力する。このt21の時点
でも入力ノード24iにはオフセットキャンセル回路2
4mにより第1の基準電位Vref1(2.5V)が与えられてい
るので第1の増幅回路24jおよび第2の増幅回路24
kは共にLレベルの増幅信号RDkn,/RD kn を出力したま
まである。
【0128】そして、プリチャージ信号/ φp が図14
の(d)に示すように時刻t22でHレベルに立ち上がる
と、I/O線230aおよび230bのプリチャージが
終了し、このI/O線230aおよび230bの電位IO
n ,/IO nは選択されたメモリセルに記憶されていたデー
タに応じて、図14の(f)に示すように一方がプリチ
ャージされていた電源電位Vccのままに、他方がプリチ
ャージされていた電源電位Vccよりも500mV 程度低い電
位となる。また、オフセットキャンセル制御信号発生回
路24dから出力されるオフセットキャンセル制御信号
OCC も図14(e)に示すようにLレベルに立ち下が
り、これ受けるオフセットキャンセル回路24mにおけ
るnチャネルMOSトランジスタ24maは非導通状態
となり、入力ノード24iに第1の基準電位Vref1が供
給されなくなる。
【0129】そして、電位差の生じたI/O線230a
および230bの電位IOn ,/IO nを受けるレベルシフタ
246は、この電位レベルをシフトダウンしたシフト電
位VS,/VSを図14(g)に示すように時刻t23で出力
し、カレントミラーセンスアンプ24fはこのシフト電
位VS,/VSを受けてVS>/VS ならばHレベル、VS</VS な
らばLレベルとなるプリ増幅信号PSを図14の(h)に
示すように出力する。すると、このプリ増幅信号PSを受
けるキャパシタ24hの容量結合により、入力ノード2
4iの電位P2が図14の(i)に示すように、プリ増幅
信号PSがHレベルに変化した場合は第1の増幅回路24
iに入力されている第2の基準電位Vref2(2.4V)および
第2の増幅回路24kに入力されている第3の基準電位
ref3(2.6V)より高いHレベルに、プリ増幅信号PSがL
レベルに変化した場合は第1の増幅回路24jに入力さ
れている第2の基準電位Vref2(2.4V)および第2の増幅
回路24kに入力されている第3の基準電位Vref3(2.6
V)より低いLレベルになり、第1の増幅回路24jおよ
び第2の増幅回路24kから出力される増幅信号RDkn,/
RD kn は図14の(j)に示すように、一方がHレベル
他方がLレベルとなり、これを受けてサブ出力確定信号
発生回路250から出力されるサブ出力確定信号SOA kn
はHレベルに立ち上がる。
【0130】以上のようにこの実施例4のコンピュータ
においては、実施例1におけるコンピュータと同様に、
データD0〜D7の出力が確定するとHレベルとなるデータ
出力確定信号OAを出力確定信号出力端子253に出力す
るので、コンピュータを最悪条件の高温、低電源電圧下
で使用していないときMPU 10の無駄な待機時間が抑制
され高速動作が可能となる。また、この実施例2のSRAM
11においては、実施例1のSRAM 11と同様に、メ
モリセルを複数のメモリセルアレイ21に分割して分割
動作しているので低消費電力である。また、これも実施
例1のSRAM 11と同様に入出力端子29に出力される
データD0〜D7に対応した1個のアレイ用出力確定信号MO
A k がHレベルとなると、データ出力確定信号OAがHレ
ベルとなるようにしているので、選択されていないメモ
リセルアレイ21に対応した残りのアレイ用出力確定信
号MOA k がLレベルのままでも確実にデータ出力確定信
号OAを出力することができる。
【0131】また、これも実施例1のSRAM 11と同様
に1つメモリセルアレイ21内の各サブメモリセルアレ
イに対応して設けられるサブ出力確定信号発生回路25
0からのサブ出力確定信号SOA k0〜SOA k7が全て出力が
確定してこと示すHレベルになってからアレイ用出力確
定信号MOA k がHレベルとなるようにしているので、多
ビット品でも全てのデータD0〜D7が確定してからデータ
出力確定信号OAがHレベルに立ち上がることになり、確
実なデータ出力確定信号OAの出力が実現できる。
【0132】さらに、この実施例4においては、差動増
幅回路24におけるカレントミラーセンスアンプ24f
と入力ノード24iとの間にキャパシタ24hを設け、
I/O線対230をプリチャージ中はオフセットキャン
セル回路24mにより入力ノード24iに第1の基準電
位Vref1を与えているため、プリチャージ中は入力ノー
ド24iがカレントミラーセンスアンプ24fのオフセ
ット電圧の影響を受けず、その結果カレントミラーセン
スアンプ24fのオフセット電圧が増幅信号RDkn,/RD
kn に影響せず、オフセット電圧で誤ってサブ出力確定
信号SOA knがHレベルとなることがない。
【0133】さらに、差動増幅回路24における第1の
増幅回路24jおよび第2の増幅回路24kはI/O線
対230のプリチャージ中にそれぞれ入力ノード24i
に与えられる第1の基準電位Vref1(2.5V)より100mV 程
度低い第2の基準電位Vref2(2.4V)および第1の基準電
位Vref1(2.5V)より100mV 程度高い第3の基準電位V
ref3(2.6V)を受けているので、プリチャージ中に第1の
増幅回路24jおよび第2の増幅回路24kがオフセッ
ト電圧によらずともにLレベルの増幅信号RDkn,/RD kn
を出力し、オフセット電圧により誤ってサブ出力確定信
号SOA knがHレベルとなることがない。
【0134】さらに、差動増幅回路24におけるカレン
トミラーセンスアンプ24fの前段にレベルシフタ24
6を設け、カレントミラーセンスアンプ24fの入力電
位のレベルを低下させ、カレントミラーセンスアンプ2
4fが高ゲインの領域で動作するようにしているので、
差動増幅回路24の高速動作が可能となる。
【0135】また、差動増幅回路24をセンスアンプイ
ネーブル信号SEk により活性化させるとき、このセンス
アンプイネーブル信号SEk を完全に電源電位Vccでな
く、電源電位Vccよりも低い電位としているので、差動
増幅回路24が高ゲインとなり高速動作が可能となる。
【0136】実施例5.次にこの発明の実施例5につい
て、図15に基づき説明する。この実施例5が実施例4
と異なる点は、差動増幅回路24における第1の増幅回
路24jおよび第2の増幅回路24kの回路構成と、第
1の増幅回路24jから増幅信号 /RDknが出力さ
れ、第2の増幅回路24kから増幅信号RDknが出力
される点である。図15は、この実施例5の差動増幅回
路24の回路図およびその周辺回路図を示しており、差
動増幅回路24の第1の増幅回路24jにおいて、24
jiは入力ノード24iと増幅信号/RD knが出力される
増幅信号出力ノード24jicとの間に接続され、入力
ノード24iの電位P2を受け、I/O線対230をプリ
チャージ中にオフセットキャンセル回路24mにより入
力ノード24iに与えられる第1の基準電位Vrefl(2.5
V)よりも低い閾値Vthl (2.4V)を有し、入力ノード24
iの電位P2がこの閾値Vthl より高いとLレベルとな
り、低いとHレベルとなる増幅信号/RD knを出力するイ
ンバータで、電源電位ノード110と増幅信号出力ノー
ド24jicとの間に接続され、ゲート電極が入力ノー
ド24iに接続されるpチャネルMOSトランジスタ2
4jiaと、増幅信号出力ノード24jicと接地電位
ノード111との間に接続され、ゲート電極が入力ノー
ド24iに接続されたnチャネルMOSトランジスタ2
4jibとから構成されている。
【0137】また、第2の増幅回路24kにおいて、2
4kiは入力ノード24iと増幅信号RDknが出力される
増幅信号出力ノード24kkとの間にインバータ24k
jを介して接続され、入力ノード24iの電位P2を受
け、I/O線対230をプリチャージ中にオフセットキ
ャンセル回路24mにより入力ノード24iに与えられ
る第1の基準電位Vrefl(2.5V)よりも高い閾値V
th2 (2.6V)を有し、入力ノード24iの電位P2がこの閾
値Vth2 より高いとLレベルとなり、低いとHレベルと
なる信号を出力するインバータで、電源電位ノード11
0と出力ノード24kicとの間に接続され、ゲート電
極が入力ノード24iに接続されるpチャネルMOSト
ランジスタ24kiaと、出力ノード24kicと接地
電位ノード111との間に接続され、ゲート電極が入力
ノード24iに接続されたnチャネルMOSトランジス
タ24kibとから構成されている。
【0138】そして、インバータ24jiの閾値Vth1
およびインバータ24kiの閾値Vth2 はこのインバー
タ24jiおよびインバータ249kiを構成するトラ
ンジスタのチャネル長で決めており、nチャネルMOS
トランジスタ24jibのチャネル長はnチャネルMO
Sトランジスタ24kibのチャネル長より短く、pチ
ャネルMOSトランジスタ24jiaのチャネル長はp
チャネルMOSトランジスタ24kiaのチャネル長よ
り長い。そして、入力ノード24iに第1の基準電位V
refl(2.5V)が与えられているときの、電源電位ノード1
10からpチャネルMOSトランジスタ24jiaおよ
びnチャネルMOSトランジスタ24jibを介して接
地電位ノード111に流れる貫通電流および電源電位ノ
ード110からpチャネルMOSトランジスタ24ki
aおよびnチャネルMOSトランジスタ24kibを介
して接地電位ノード111に流れる貫通電流を減少させ
るために、これらのトランジスタのチャネル幅をカレン
トミラーセンスアンプ24fを構成するトランジスタな
どに比べて小さくしてチャネル幅とチャネル長の比を小
さくしている。
【0139】この実施例5においても、図9のタイミン
グ図に示されたように実施例1とほぼ同様の動作をす
る。また、実施例1と回路構成の異なる差動増幅回路2
4の動作についても図14のタイミング図に示された実
施例4の差動増幅回路24と同様の動作をする。
【0140】以上のようにこの実施例5のコンピュータ
においては、実施例1におけるコンピュータと同様に、
データD0〜D7の出力が確定するとHレベルとなるデータ
出力確定信号OAを出力確定信号出力端子253に出力す
るので、コンピュータを最悪条件の高温、低電源電圧下
で使用していないとき MPU10の無駄な待機時間が抑制
され高速動作が可能となる。また、この実施例5のSRAM
11においては、実施例1のSRAM 11と同様に、メ
モリセルを複数のメモリセルアレイ21に分割して分割
動作しているので低消費電力である。また、これも実施
例1のSRAM 11と同様に入出力端子29に出力される
データD0〜D7に対応した1個のアレイ用出力確定信号 M
OAk がHレベルとなると、データ出力確定信号OAがHレ
ベルとなるようにしているので、選択されていないメモ
リセルアレイ21に対応した残りのアレイ用出力確定信
号 MOAk がLレベルのままでも確実にデータ出力確定信
号OAを出力することができる。
【0141】また、これも実施例1のSRAM 11と同様
に1つメモリセルアレイ21内の各サブメモリセルアレ
イに対応して設けられるサブ出力確定信号発生回路25
0からのサブ出力確定信号 SOAk0〜 SOAk7が全て出力が
確定したことを示すHレベルになってからアレイ用出力
確定信号MOA k がHレベルとなるようにしているので、
多ビット品でも全てのデータD0〜D7が確定してからデー
タ出力確定信号OAがHレベルに立ち上がることになり、
確実なデータ出力確定信号OAの出力が実現できる。
【0142】また、この実施例5においては、実施例4
のSRAM 11と同様に差動増幅回路24におけるカレン
トミラーセンスアンプ24fと入力ノード24iとの間
にキャパシタ24hを設け、I/O線対230をプリチ
ャージ中はオフセットキャンセル回路24mにより入力
ノード24iに第1の基準電位Vreflを与えているた
め、プリチャージ中は入力ノード24iがカレントミラ
ーセンスアンプ24fのオフセット電圧の影響を受け
ず、その結果カレントミラーセンスアンプ24fのオフ
セット電圧が増幅信号RDkn,/RDknに影響せず、オフセッ
ト電圧で誤ってサブ出力確定信号 SOAknがHレベルとな
ることがない。
【0143】さらに、差動増幅回路24における第1の
増幅回路24jおよび第2の増幅回路24kは、I/O
線対230のプリチャージ中に入力ノード24iに与え
られる第1の基準電位Vrefl(2.5V)より100mV 程度低い
閾値Vth1 (2.4V)および100mV 程度高いVth2 (2.6V)を
有するインバータ24jiおよび24kiを備えている
ので、プリチャージ中は確実にサブ出力確定信号 SOAkn
がLレベルとなり、かつ、実施例4におけるカレントミ
ラーセンスアンプからなる第1の増幅回路24jおよび
第2の増幅回路24kよりも少ない素子で回路構成を実
現でき、また、第2の基準電位Vref2および第3の基準
電位Vref3を発生させる回路が不要となるので、実施例
4にくらべレイアウト面積が低減される。
【0144】また、このインバータ24jiおよび24
kiを構成するトランジスタのチャネル幅をカレントミ
ラーセンスアンプ24fを構成するトランジスタなどに
比べて小さくしてチャネル幅とチャネル長の比を小さく
しているので、貫通電流が少なく低消費電力となってい
る。
【0145】さらに、差動増幅回路24におけるカレン
トミラーセンスアンプ24fの前段にレベルシフタ24
6を設け、カレントミラーセンスアンプ24fの入力電
位のレベルを低下させ、カレントミラーセンスアンプ2
4fが高ゲインの領域で動作するようにしているので、
差動増幅回路24の高速動作が可能となる。
【0146】また、差動増幅回路24をセンスアンプイ
ネーブル信号SEk により活性化させるとき、このセンス
アンプイネーブル信号SEk を完全に電源電位VCCでな
く、電源電位VCCよりも低い電位としているので、差動
増幅回路24が高ゲインとなり高速動作が可能となる。
【0147】実施例6.次にこの発明の実施例6につい
て、図16から図23に基づき説明する。この実施例6
も実施例1と同様に固定周波数によらないインターフェ
イスを有している非同期型のコンピュータで、この実施
例は“INTORODUCUTION TO VLSI SYSTEMS”(ADDISON WES
LEY出版、CARVER MEAD および LYNN CONWAY著) の7.7
章p.252〜254 に紹介されている4-cycle signaling を
非同期型のコンピュータで使用できるように改善したも
のである。
【0148】図16はこの実施例6のコンピュータを示
しており、MPU 32はこの発明の処理手段の一例で、アド
レス信号A i (i=0,1,・・・,16)、SRAM 33からのデータ D
j (j=0,1,・・・,7) の読み出しを行うための出力イネーブ
ル信号/OE およびSRAM 33へのデータ Dj の書き込みを
行うためのライトイネーブル信号/WE を発生してSRAM11
に与えており、SRAM 33からデータ Dj を読み出す際は
出力イネーブル信号/OE をLレベル、ライトイネーブル
信号/WE をHレベルとして、所望のアドレス信号A i
SRAM 33へ与えるとともに、SRAM 33の動作要求信号入
力端子に出力している動作要求信号RSをLレベルからH
レベルに立ち上げ、SRAM 33の出力確定信号出力端子か
ら出力されるデータ出力確定信号OAがHレベルとなると
入力されるデータ Dj をラッチして内部に取り込んで処
理し、このときSRAM 33とのアクセスにはクロック信号
を利用しない。
【0149】また、この MPU32はSRAM 33のビジー信号
出力端子から出力されるビジー信号BSG がHレベルのと
きは動作要求信号RSをLレベルからHレベルへ立ち上げ
ないようにしており、さらに、Hレベルとなったデータ
出力確定信号OA受け、入力されるデータD j をラッチし
て内部に取り込んで処理し始めたことを示すためにデー
タ授受完了信号AFをLレベルからHレベルに立ち上げ
る。一方、SRAM 33へデータを書き込む際は出力イネー
ブル信号/OE をHレベル、ライトイネーブル信号/WE を
Lレベルとして、書き込みデータ Dj および所望のアド
レス信号 Ai をSRAM 11に出力するとともに動作要求信
号RSをLレベルからHレベルへ変化させる。
【0150】さらに、SRAM 33はこの発明の記憶手段お
よび半導体記憶装置の一例で、MPU32からのアドレス信
号A i 、出力イネーブル信号/OE およびライトイネーブ
ル信号/WE を受け、出力イネーブル信号/OE がLレベ
ル、ライトイネーブル信号がHレベルであり、動作要求
信号入力端子に与えられる動作要求信号RSがLレベルか
らHレベルに変化するとLレベルからHレベルとなるビ
ジー信号BSG をビジー信号出力端子に出力し、アドレス
入力端子から与えられるアドレス信号 Ai により選択さ
れるメモリセルからのデータD j を出力するとともに、
このデータD jが確定するとHレベルとなるデータ出力
確定信号OAを出力し、データ授受完了信号入力端子に与
えられるデータ授受完了信号AFがLレベルからHレベル
へ変化するとビジー信号BSG をHレベルからLレベルと
し、データ出力確定信号OAをLレベル、出力データ Dj
をハイインピーダンス状態とする。
【0151】一方、出力イネーブル信号/OE がHレベ
ル、ライトイネーブル信号がLレベルで、動作要求信号
RSがLレベルからHレベルに変化するとアドレス信号 A
i により選択されるメモリセルにデータ Dj が書き込ま
れる。
【0152】図17は図16に示されたコンピュータの
高温、低電源電圧下の最悪条件よりももっと良好な条件
でのSRAM 33からMPU 32にデータ Dj を読み出す動作を
示すタイミング図で、まず、 MPU32から出力されるライ
トイネーブル信号/WE が図17の(c)に示すようにH
レベルのままで、出力イネーブル信号/OE が図17の
(b)に示すように時刻t0 でLレベルに立ち下げら
れ、所望のアドレス信号Ai (=a) が図17の(a)に
示すように時刻t1 で与えられ、動作要求信号RSが図1
7の(e)に示すようにLレベルからHレベルに立ち上
げられると、これを受けてSRAM 33から出力されるビジ
ー信号BSG は動作中に次の動作要求が来ないように図1
7の(f)に示すように時刻t2 でLレベルからHレベ
ルに立ち上がり、これを受けるMPU 32は動作要求信号RS
を図17の(e)に示すように時刻t3 でLレベルとし
た後は、ビジー信号BSG がHレベルの間はこの動作要求
信号RSがLレベルからHレベルに変化しないようにして
いる。
【0153】そして、アドレス信号A i により選択され
たメモリセルからのデータ Dj (=Da) が図17の(d)
に示されるように時刻t4 で出力され始める。するとこ
れに基づきデータ Dj が確定したことを示すデータ出力
確定信号OAが図17の(g)に示すように時刻t5 でH
レベルに立ち上がり、MPU 32はこれを受けてデータDj
をラッチして内部に取り込み、処理をして、さらに、H
レベルとなったデータ出力確定信号OAを受け、入力され
るデータ Dj をラッチして内部に取り込んで処理し始め
たことを示すためにデータ授受完了信号AFを図17の
(h)に示すように時刻t6 でLレベルからHレベルに
立ち上げる。すると、これを受けてSRAM33から出力され
るビジー信号BSG およびデータ出力確定信号OAは図17
の(f)および(g)に示すようにLレベルに立ち下が
り、出力データ Dj は図17の(d)に示されるように
ハイインピーダンス状態となり次の動作要求に備える。
【0154】そして、データ授受完了信号AFが図17の
(h)に示すように時刻t7 でHレベルに立ち下げら
れ、次のアドレス信号A i (=b)が図17の(a)に示す
ように時刻t8 でSRAM 33に与えられ、動作要求信号RS
がLレベルからHレベルに立ち上げられると、 MPU32お
よびSRAM 33は時刻t1 から時刻t7 までの動作と同様
に動作し、SRAM 33はMPU 32にアドレス信号A i (=b)に
対応したデータ Dj (=Db) を出力する。
【0155】次にこの実施例6における図16に示され
たSRAM 33の構成について図18から図22に基づき説
明する。図18はSRAM 33のブロック図で、図3に示さ
れた実施例1におけるSRAM 11と異なっている点は、新
たにデータ授受完了信号AFを受けるデータ授受完了信号
入力端子34a、動作要求信号RSを受ける動作要求信号
入力端子34b、ビジー信号BSG が出力されるビジー信
号出力端子34cが設けられている点、動作要求信号RS
およびデータ授受完了信号AFを受けてデータ授受完了信
号AFがLレベルで動作要求信号RSがLレベルからHレベ
ルに立ち上がるとLレベルからHレベルとなり、データ
授受完了信号AFがHレベルであるとLレベルとなるビジ
ー信号BSG を出力するビジー信号発生回路35が設けら
れている点である。
【0156】さらに、この実施例6におけるSRAM 33で
はブロック選択信号発生回路16がビジー信号発生回路
35からのビジー信号BSG を受け、このビジー信号BSG
がHレベルのときは、実施例1におけるSRAM 11のブロ
ック選択信号発生回路16と同様にZプリデコーダ14
からのプリデコード信号Z0〜Z11 に基づき1つがHレベ
ルとなるブロック選択信号BS0 〜BS31を出力するが、ビ
ジー信号BSG がLレベルのときは32個のブロック選択
信号BS0 〜BS31全てを非活性のLレベルとする点で異な
り、また、この実施例6におけるSRAM 33では実施例1
におけるSRAM11のようにプリチャージ信号/φp を発
生させるためのアドレス変化検知回路19およびプリチ
ャージ信号発生回路20がなく、メモリセルアレイ21
はプリチャージ信号/φp のかわりにビジー信号BSG を
受け、これによりプリチャージを行っている点でも異な
る。
【0157】また、アドレスバッファ12がビジー信号
BSG を受け、このビジー信号がHレベルとなるとアドレ
ス信号 Ai をラッチする機能を有している点でも異な
り、出力確定信号発生回路25がデータ授受完了信号AF
を受け、このデータ授受完了信号AFがHレベルであると
データ出力確定信号OAをLレベルとする機能を備えてい
る点でも異なり、入出力回路28がデータ授受完了信号
AFを受け、このデータ授受完了信号AFがHレベルである
と出力データD j をハイインピーダンス状態とする機能
を備えている点でも異なる。さらに、/OE バッファ26
および/WE バッファ27がビジー信号BSG を受け、この
ビジー信号BSG がHレベルとなると出力イネーブル信号
/OE およびライトイネーブル信号/WE をラッチする機能
を有している点も異なる。
【0158】図19はSRAM33におけるビジー信号発生
回路35の回路図で、図において351はセット入力
(S) が動作要求信号RSが与えられる動作要求信号入力端
子34bに接続され、リセット入力(R) がデータ授受完
了信号が与えられるデータ授受完了信号入力端子34a
に接続され、出力側(Q) からビジー信号BSG を出力する
R−Sフリップフロップ回路で、互いの出力が他方の入
力の1つに接続され、もう1つの入力がそれぞれ動作要
求信号入力端子34b、データ授受完了信号入力端子3
4aに接続される2つのNOR回路351a、351b
から構成されており、リセット入力(R) がLレベルでセ
ット入力(S) がLレベルからHレベルに立ち上がると出
力(Q) がセットされ(Hレベルに立ち上げられ)、リセ
ット入力(R)がHレベルであるとセット入力(S) のレベ
ルによらず出力(Q) がリセットされる(Lレベルにされ
る)。
【0159】図20はSRAM33におけるアドレスバッフ
ァ12の回路図で、図において121はアドレス信号 A
i (i=0,1,・・・,16)およびビジー信号BSG を受け、ビジー
信号BSG がLレベルのときはアドレス信号 Ai と同じ論
理の信号RAi ( またはBAi ,CAi ) およびこの反転信号/
RA i ( または/BA i ,/CAi ) を出力し、ビジー信号BSG
がHレベルのときはアドレス信号A i (i=0,1,・・・,16)
をラッチし、出力信号RAi ( またはBAi , CAi ) および
/RA i ( または/BA i ,/CAi ) を保持する部分アドレス
バッファで、アドレス信号が与えられるノード121b
とノード121cとの間に接続され、ゲート電極にビジ
ー信号BSG を受けるpチャネルMOSトランジスタ12
1aと、ノード121cと出力信号/RA i ( または /BA
i ,/CAi) が出力されるノード121fとの間に接続さ
れるインバータ121dと、ノード121fと出力信号
RAi ( またはBAi , CAi ) が出力されるノード121g
との間に接続されるインバータ121eと、ノード12
1cとノード121gとの間に接続され、ゲート電極に
ビジー信号BSG を受けるnチャネルMOSトランジスタ
121hとから構成される。
【0160】図21はSRAM33における出力確定信号発
生回路25のブロック図で、図において250、25
1、252は図8に示された実施例1における出力確定
信号発生回路25のサブ出力確定信号発生回路250、
アレイ用出力確定信号発生回路251、データ出力確定
信号発生回路252と同じ回路構成のサブ出力確定信号
発生回路、アレイ用出力確定信号発生回路、データ出力
確定セット信号発生回路で、これに加えさらに、データ
出力確定セット信号発生回路252からのデータ出力確
定セット信号OAS をセット入力側(S) に受け、リセット
入力側(R) にデータ授受完了信号AFを受け、出力側(Q)
からデータ出力確定信号OAが出力されるR−Sフリップ
フロップ回路254が設けられており、データ出力確定
セット信号発生回路252とR−Sフリップフロップ回
路254とで新たにデータ出力確定信号発生回路を構成
している。
【0161】図22はSRAM33における入出力回路28
の出力部分を示す回路図で、図において281はデータ
授受完了信号AFおよび出力イネーブル信号/OE を受け、
この信号がともにLレベルのときHレベルとなりそれ以
外のときはLレベルとなる出力制御信号OCおよびその反
転信号/OC を出力する出力制御回路で、入力側にデータ
授受完了信号AFおよび出力イネーブル信号/OE を受け、
出力側から出力制御信号OCを出力するNOR回路281
aと、NOR回路281aからの出力コントロール信号
OCを受け、反転信号/OC を出力するインバータ281b
とから構成される。
【0162】282はアドレス信号により選択されたメ
モリセルからのデータRDko,・・・,RDk7および出力制御回
路281からの出力制御記号OCおよび/OC を受け、この
出力制御記号OCがHレベル、/OC がLレベルのときはRD
k0,・・・,RD k7の論理を反転したデータD0, D1, ・・・,D7
出力し、出力制御記号OCがLレベル、/OC がHレベルの
ときはハイインピーダンス状態のデータD0, D1, ・・・,D7
を出力するトライステートバッファで、ソース電極が電
源電位ノード110に接続され、ゲート電極に出力制御
記号/OC を受けるpチャネルMOSトランジスタ282
aと、このpチャネルMOSトランジスタ282aのド
レイン電極とデータ Dj が出力されるデータ出力ノード
282eとの間に接続され、ゲート電極にアドレス信号
により選択されたメモリセルからのデータRDkjを受ける
pチャネルMOSトランジスタ282bと、ソース電極
が接地電位ノード111に接続され、ゲート電極に出力
制御記号OCを受けるnチャネルMOSトランジスタ28
2cと、このnチャネルMOSトランジスタ282cの
ドレイン電極と出力ノード282eとの間に接続され、
ゲート電極にデータRDkjを受けるnチャネルMOSトラ
ンジスタ282dとから構成される。
【0163】次に以上のように構成されたこの実施例6
におけるSRAM33の動作について図23に基づき説明す
る。まず外部から与えられるライトイネーブル信号/WE
はHレベル、出力イネーブル信号/OE はLレベルの状態
を保ったままで、データ授受完了信号AFを図23の
(e)に示すように時刻t0 でLレベルに立ち下げる
と、入出力回路28における出力制御回路281から出
力される出力制御記号OCは図23の(j)に示すように
Hレベルとなりデータ出力可能状態となる。このとき、
ビジー信号BSG は図23の(c)に示すようにLレベル
のままであるので、このビジー信号BSG を受けるビット
線プリチャージ回路213およびI/O線プリチャージ
回路232はビット線対212およびI/O線対230
を電源電位VCCにプリチャージし、ブロック選択信号発
生回路16から出力されるブロック選択信号BSk は全て
Lレベルとなり、このブロック選択信号BSk を受けるロ
ウサブデコード回路17はロウサブデコード信号V K0
V K3を全てLレベルとするため、ロウデコーダ18にお
けるローカルロウデコーダ182は全てのローカルワー
ド線211の電位 LWLv をLレベルとしている。
【0164】そして、アドレス信号A i を図23の
(a)に示すように時刻t1 で所望のアドレスにして動
作要求信号RSをLレベルからHレベルに変化させると、
ビジー信号発生回路35から出力されるビジー信号BSG
が図23の(c)に示すようにLレベルから動作中であ
ることを示すHレベルに立ち上がる。すると、このビジ
ー信号BSG を受けるビット線プリチャージ回路213お
よびI/O線プリチャージ回路232はプリチャージを
中止し、アドレスバッファ12はアドレス信号 Aiをラ
ッチし、ブロック選択信号発生回路16は図23の
(f)に示すように時刻t2 でブロック選択信号BSk
うちアドレス信号A i により選択されたブロック選択信
号BSk をHレベルにし、残りのBSk をLレベルとする。
【0165】また、グローバルロウデコーダ181によ
り選択された1本のグローバルワード線の電位 GWLu
Hレベルに立ち上げられ、ブロック選択信号により選択
されたブロック(メモリアレイ)に対応するローカルロ
ウデコーダ182により1本のローカルワード線211
の電位 LWLv が図23の(g)に示すように時刻t3
Hレベルに立ち上げられ、選択されたブロックに対応す
るコラム選択回路22により選択された1つのコラム選
択信号 CSLm が図23の(h)に示すようにHレベルに
立ち上げられる。
【0166】すると、選択されたメモリセルMC記憶され
ていたデータに応じた電位が、ビット線対212および
IOゲート231を介してI/O線対230に伝えられ、
これを受ける差動増幅回路24から出力される増幅信号
RDknおよび/RD knは図23の(i)に示すように時刻t4
で一方がHレベル、他方がLレベルとなり、これを受け
て入出力回路28は増幅信号RDknおよび/RD knに応じた
データD0〜D7を図23の(k)に示すように入出力端子
29に出力する。また、選択されたブロックに対応する
増幅信号RDknおよび/RD knの一方がHレベル他方がLレ
ベルになったのを受けて、このブロックに対応するサブ
出力確定信号発生回路250から出力されるサブ出力確
定信号SOA knはHレベルとなり、このサブ出力確定信号
SOA knを受けるこのブロックに対応したアレイ用出力確
定信号発生回路251から出力されるアレイ用出力確定
信号MOA k はHレベルとなる。
【0167】そして、各アレイ用出力確定信号発生回路
251から出力されるアレイ用出力確定信号MOA0〜MOA
31 を受けてデータ出力確定セット信号発生回路252
から出力されるデータ出力確定セット信号OAS は、入出
力端子29に出力されるデータに対応したアレイ用出力
確定信号MOA k がHレベルとなるとHレベルとなり、こ
のデータ出力確定セット信号OAS をセット入力側(S)
に受けるR-S フリップフロップ回路254から出力確定
信号出力端子253に出力されるデータ出力確定信号OA
は図23の(d)に示すように時刻t5 でHレベルに変
化し、データ出力が確定したことが外部に知らされる。
【0168】そして、外部から与えられる動作要求信号
RSはビジー信号BSG がHレベルに立ち上がったのに応じ
て図23の(b)に示すようにLレベルへ立ち下げら
れ、時刻t8 で再びHレベルに立ち上げるのに備えられ
る。そして、データ授受完了信号AFが図23の(e)に
示すように時刻t6 でHレベルに立ち上げられると、こ
れを受けるビジー信号発生回路35から出力されるビジ
ー信号BSG はLレベルとなり、次の動作要求待ちとな
り、このビジー信号BSG を受けるビット線プリチャージ
回路213およびI/O線プリチャージ回路232はプ
リチャージを開始し、アドレスバッファ12はアドレス
信号 Ai のラッチを解除する。
【0169】また、データ授受完了信号AFがHレベルに
立ち上げられたのを受けて、出力確定信号発生回路25
におけるR-S フリップフロップ254はデータ出力確定
信号OAを図23の(d)に示すようにLレベルにリセッ
トし、入出力回路28における出力制御回路281から
出力される出力制御信号OCは図23の(j)に示すよう
にLレベルとなり、これを受けてトライステートバッフ
ァ282から出力されるデータD j は図23の(k)に
示すようにハイインピーダンス状態(Hi-Z)となる。
【0170】その後、データ授受完了信号AFが図23の
(e)に示すように時刻t7 でLレベルに立ち下げら
れ、時刻t8 で図23の(a)に示すように次の所望の
アドレス信号A i が与えられ、図23の(b)に示すよ
うに動作要求信号RSがHレベルに立ち上げられると、上
記した時刻t0 から時刻t6 までの動作とほぼ同様に次
のアドレス信号A i に基づくデータD j の出力動作が行
われる。
【0171】以上のようにこの実施例6のコンピュータ
においては、実施例1と同様にSRAM33がアドレス信号
に応じたメモリセルからのデータD0〜D7をデータ入出力
端子29に出力すると共に、このデータD0〜D7の出力が
確定するとHレベルとなるデータ出力確定信号OAを出力
確定信号出力端子253に出力し、MPU 32がSRAM33
のデータ入出力端子29からのデータD0〜D7および出力
確定信号出力端子253からのデータ出力確定信号OAを
受け、このデータ出力確定信号OAが所定のレベルとなる
とデータD0〜D7をラッチして内部に取り込み、処理を行
うので、このコンピュータを最悪条件の高温、低電源電
圧下で使用していないときは、従来の固定周波数のクロ
ックに同期させたものに比べ無駄な待機時間が抑制され
高速動作が可能となる。
【0172】また、この実施例6におけるSRAM33はビ
ジー信号BSG によりSRAM33が動作中であることを示す
ので、SRAM33が動作中に動作要求されることを抑制す
ることが可能となる。
【0173】また、ビジー信号BSG がLレベルとなると
ビット線およびI/O線をプリチャージし、データ授受
完了信号AFがHレベルになったのを受けてビジー信号BS
G をLレベルとしてプリチャージを開始するので、実施
例1に示されたSRAM11のようにアドレス信号が入力さ
れてからプリチャージを開始するよりも早くプリチャー
ジが完了し、データ Dj が高速で出力される。また、そ
の他実施例1と同様の構成に基づく同様の効果を奏す
る。
【0174】実施例7.次にこの発明の実施例7につい
て、図24から図26に基づき説明する。図24におい
て、この実施例7が実施例6と異なる点は、この実施例
7におけるSRAM33のビジー信号発生回路35が動作要
求信号RSおよび出力確定信号発生回路25からの出力確
定信号セット信号OAS を受けて、この出力確定信号セッ
ト信号OAS がLレベルで動作要求信号RSがLレベルから
Hレベルに立ち上がるとビジー信号BSG をLレベルから
Hレベルとし、データ授受完了信号AFがHレベルである
とビジー信号BSG をLレベルとする点、および入出力回
路28が出力確定信号発生回路25からのデータ出力確
定信号OAおよびデータ出力確定セット信号OAS を受け、
データ出力確定信号OAがHレベルであると出力データ D
j をハイインピーダンス状態とし、データ出力確定セッ
ト信号OAS のLレベルからHレベルへの立ち上がりでデ
ータRDkjを取り込んで出力データD j を保持する機能を
備えている点である。
【0175】図25はビジー信号発生回路35、出力確
定信号発生回路25および入出力回路28の出力部分の
回路図で、ビジー信号発生回路35は図19に示された
実施例6のビジー信号発生回路35と同じ回路構成であ
るが、R-S フリップフロップ回路351におけるリセッ
ト入力側(R)の入力が出力確定信号発生回路25から
のデータ出力確定セット信号OAS である点で異なってい
る。また、入出力回路28において、データRDkjを受け
るノードとトライステートバッファ282との間にデー
タ出力確定セット信号OAS を受け、このデータ出力確定
セット信号OASのLレベルからHレベルへの立ち上がり
でデータRDkjを取り込んでトライステートバッファ28
2への出力を保持するレジスタ回路283を備えている
点、出力制御回路281が図22に示されているように
データ授受完了信号AFを受けているかわりに出力確定信
号発生回路25からのデータ出力確定信号OAを受けてお
り、出力イネーブル信号/OE を受けるインバータ281
c、データ出力確定信号OAとインバータ281cの出力
を受け、出力制御記号/OC を出力するNAND回路28
1d、およびNAND回路281dの出力を受け、出力
制御記号/OC を出力するインバータ281eから構成さ
れている点でも異なる。
【0176】次に以上のように構成されたこの実施例7
におけるSRAM33の動作について図26に基づき説明す
る。まず外部から与えられるライトイネーブル信号/WE
はHレベル、出力イネーブル信号/OE はLレベルの状態
を保ったままで、データ授受完了信号AFを図26の
(e)に示すように時刻t0 でLレベルに立ち下げてお
く。このとき、ビジー信号BSG は図26の(c)に示す
ようにLレベルのままであるので、このビジー信号BSG
を受けるビット線プリチャージ回路213およびI/O
線プリチャージ回路232はビット線対212およびI
/O線対230を電源電位Vccにプリチャージし、ブロ
ック選択信号発生回路16から出力されるブロック選択
信号BSk は全てLレベルとなり、このブロック選択信号
BSk を受けるロウサブデコード回路17はロウサブデコ
ード信号Vko〜Vk3を全てLレベルとするため、ロウデ
コーダ18におけるローカルロウデコーダ182は全て
ローカルワード線211の電位 LWLv をLレベルとして
いる。
【0177】そして、アドレス信号Aiを図26の(a)
に示すように時刻t1 で所望のアドレスにして動作要求
信号RSをLレベルからHレベルに変化させると、ビジー
信号発生回路35から出力されるビジー信号BSG が図2
6の(c)に示すようにLレベルから動作中であること
を示すHレベルに立ち上がる。すると、このビジー信号
BSG を受けるビット線プリチャージ回路213およびI
/O線プリチャージ回路232はプリチャージを中止
し、アドレスバッファ12はアドレス信号Aiをラッチ
し、ブロック選択信号発生回路16は図26の(f)に
示すように時刻t2でブロック選択信号BSk のうちアド
レス信号Aiにより選択されたブロック選択信号BSk をH
レベルにし、残りのBSk をLレベルとする。
【0178】また、グローバルロウデコーダ181によ
り選択された1本のグローバルワード線の電位GWLuがH
レベルに立ち上げられ、ブロック選択信号により選択さ
れたブロック(メモリアレイ)に対応するローカルロウ
デコーダ182により1本のローカルワード線211の
電位LWLvが図26の(g)に示すように時刻t3 でHレ
ベルに立ち上げられ、選択されたブロックに対応するコ
ラム選択回路22により選択された1つのコラム選択信
号CSLmが図26の(h)に示すようにHレベルに立ち上
げられる。
【0179】すると、選択されたメモリセルMCに記憶さ
れていたデータに応じた電位が、ビット線対212およ
びIOゲート231を介してI/O線対230に伝えら
れ、これを受ける差動増幅回路24から出力される増幅
信号RDknおよび /RDknは図26の(i)に示すように時
刻t4 で一方がHレベル、他方がLレベルとなる。ま
た、選択されたブロックに対応する増幅信号RDknおよび
/RDknの一方がHレベル他方がLレベルとなったのを受
けて、このブロックに対応するサブ出力確定信号発生回
路250から出力されるサブ出力確定信号 SOAknはHレ
ベルとなり、このサブ出力確定信号 SOAknを受けるこの
ブロックに対応したアレイ用出力確定信号発生回路25
1から出力されるアレイ用出力確定信号 MOAk はHレベ
ルとなる。
【0180】そして、各アレイ用出力確定信号発生回路
251から出力されるアレイ用出力確定信号 MOA0 〜MO
A31 を受けてデータ出力確定セット信号発生回路252
から出力されるデータ出力確定セット信号OSA は、入出
力端子29に出力されるデータに対応したアレイ用出力
確定信号 MOAk がHレベルとなるとHレベルとなり、こ
のデータ出力確定セット信号OSA をセット入力側(S)
に受けるR-S フリップフロップ回路254から出力確定
信号出力端子253に出力されるデータ出力確定信号OA
は図23の(d)に示すように時刻t5 でHレベルに変
化し、データ出力が確定したことが外部に知らされる。
【0181】また、出力確定信号発生回路25から出力
されるデータ出力確定セット信号OAS のLレベルからH
レベルへの立ち上がりを受けて、入出力回路28におけ
るレジスタ回路283は増幅信号RDkjを取り込みトライ
ステートバッファ282に伝え、出力制御回路281は
データ出力確定信号OAがHレベルになったのを受けて、
出力制御信号OCを図26の(j)に示すようにほぼ時刻
5 でHレベルとする。すると、トライステートバッフ
ァ282はこれを受けて増幅信号RDknおよび /RDknに応
じたデータD0〜D7を図26の(k)に示すようにほぼ時
刻t5 で入出力端子29に出力する。
【0182】また、出力確定信号発生回路25から出力
されるデータ出力確定セット信号OAS がHレベルへ立ち
上がったのを受けて、ビジー信号発生回路35から出力
されるビジー信号BSG は図26の(c)に示すようにL
レベルに立ち下がり次の動作要求待ちとなる。このビジ
ー信号BSG のLレベルへの立ち下がりを受けて、ブロッ
ク選択信号発生回路16は全てのブロック信号BSk を図
26の(f)に示すように非活性のLレベルとし、これ
を受けてローカルワード線の電位LWLvおよび列選択信号
CSLmは全てのブロック(メモリアレイ)で非活性のLレ
ベルとなる。さらに、ビジー信号BSG がLレベルになっ
たのを受けてビット線プリチャージ回路213およびI
/O線プリチャージ回路232はプリチャージを開始
し、これによりサブ出力確定信号 SOAkjは全てLレベル
となり、従ってデータ出力確定セット信号OAS はLレベ
ルとなるが、R-S フリップフロップ回路254が設けら
れているためデータ出力確定信号OAは図26の(d)に
示すようにHレベルに保持されたままである。また、プ
リチャージが開始されることにより増幅信号RDkj,/RDkj
は全てLレベルとなるが、入出力回路28におけるレジ
スタ回路283により、前の増幅信号RDkj,/RDkjが保持
されてトライステートバッファ282に出力されている
ので、出力データ Dj は図26の(k)に示すように保
持されたままとなる。
【0183】そして、外部から与えられる動作要求信号
RSはビジー信号BSG がHレベルに立ち上がったのに応じ
て図26の(b)に示すようにLレベルへ立ち下げら
れ、時刻t8 で再びHレベルに立ち上がるのに備えられ
る。そして、データ授受完了信号AFが図26の(e)に
示すように時刻t6 にHレベルに立ち上げられると、出
力確定信号発生回路25におけるR-S フリップフロップ
254はデータ出力確定信号OAを図26の(d)に示す
ようにLレベルにリセットし、このデータ出力確定信号
OAを受け、入出力回路28における出力制御回路281
から出力される出力制御信号OCは図26の(j)に示す
ようにLレベルとなり、これを受けてトライステートバ
ッファ282から出力されるデータ Dj は図26の
(k)に示すようにハイインピーダンス状態(Hi-Z)とな
る。
【0184】その後、データ授受完了信号AFが図26の
(e)に示すように時刻t7 でLレベルに立ち下げら
れ、時刻t8 で図26の(a)に示すように次の所望の
アドレス信号Aiが与えられ、図26の(b)に示すよう
に動作要求信号RSがHレベルに立ち上げられると、上記
した時刻t0 から時刻t6 までの動作とほぼ同様に次の
アドレス信号Aiに基づくデータ Dj の出力動作が行われ
る。
【0185】以上のようにこの実施例7のコンピュータ
においては、実施例6と同様にSRAM33がアドレス信号
に応じたメモリセルからのデータD0〜D7をデータ入出力
端子29に出力すると共に、このデータD0〜D7の出力が
確定するとHレベルとなるデータ出力確定信号OAを出力
確定信号出力端子253に出力し、 MPU32がSRAM33
のデータ入出力端子29からのデータD0〜D7および出力
確定信号出力端子253からのデータ出力確定信号OAを
受け、このデータ出力確定信号OAが所定のレベルとなる
とデータD0〜D7をラッチして内部に取り込み、処理を行
うので、このコンピュータを最悪条件の高温、低電源電
圧下で使用していないときは、従来の固定周波数のクロ
ックに同期させたものに比べ無駄な待機時間が抑制され
高速動作が可能となる。
【0186】また、この実施例7におけるSRAM33は実
施例6におけるSRAM33と同様に、ビジー信号BSG によ
りSRAM33が動作中であることを示すので、SRAM33が
動作中に動作要求されることを抑制することが可能とな
る。
【0187】また、ビジー信号BSG がLレベルとなると
ビット線およびI/O線をプリチャージし、データ出力
確定セット信号OAS が出力データ Dj が確定したことを
示すHレベルとなるとビジー信号BSG を次の動作要求待
ちであることを示すLレベルに立ち下げてプリチャージ
を開始するようにしているので、実施例1に示されたSR
AM11のようにアドレス信号が入力されてからプリチャ
ージを開始するよりも早くプリチャージが完了し、デー
タ Dj が高速で出力され、実施例6のデータ授受完了信
号AFによりビジー信号BSG をLレベルにしてプリチャー
ジを開始するようにしているものよりも早くプリチャー
ジが完了し、データ Dj が高速で出力される。
【0188】また、入出力回路28にデータ出力確定セ
ット信号OAS の立ち上がりで選択メモリセルからのデー
タRDkjを取り込み出力データ Dj を保持し続けるように
したので、出力データ Dj が確定したらすぐにプリチャ
ージを開始しても出力データDj は保持し続けられ、確
実なデータ出力を行うことができ、出力データ Dj を出
力している間に次の動作要求を受けて次の読み出し動作
を開始することができるので、スループットが向上す
る。また、その他実施例1と同様の構成に基づく同様の
効果を奏する。
【0189】実施例8.次のこの発明の実施例8である
コンピュータシステムについて、図27に基づき説明す
る。図において40は図1に示された実施例1における
コンピュータをワンチップ化したこの発明のコンピュー
タの一例であるMPU で、40aは図1に示されたMPU 1
0の回路を含む処理回路、40bは図1に示されたSRAM
11の回路と同一構成のキャッシュメモリである。ま
た、41はMPU 40からのアドレス信号 Aw 、ロウアド
レスストローブ信号/RAS、コラムアドレスストローブ信
号/CAS、ライトイネーブル信号/WE を受け、これらの信
号に基づきデータ Dx を読み出したり書き込んだりする
DRAMからなるメインメモリで、キャッシュヒットのとき
はキャッシュメモリ40bがアクセスされ、キャッシュ
ミスのときはメインメモリ41がアクセスされる。
【0190】以上のようにこの実施例8のコンピュータ
においては、MPU 40におけるキャッシュメモリ40b
がアドレス信号に応じたメモリセルからのデータD0〜D7
を処理回路40aに出力すると共に、このデータD0〜D7
の出力が確定するとHレベルとなるデータ出力確定信号
OAを処理回路40aに出力し、処理回路40aがこのキ
ャッシュメモリ40bからのデータD0〜D7およびデータ
出力確定信号OAを受け、このデータ出力確定信号OAが所
定のレベルとなるとデータD0〜D7をラッチして内部に取
り込み処理を行うので、このコンピュータを最悪条件の
高温、低電源電圧下で使用していないときはキャッシュ
メモリの最大アドレスアクセス時間tAA c (max) よりも
短い時間tAAc でデータ出力確定信号OAがHレベルとな
るため、従来のように最大アドレスアクセス時間tAAc
(max) までにRAM の読み出し動作が完了していることを
前提として、処理回路40aに最大アドレスアクセス時
間tAAc (max) が経過してから、つまりこの最大アドレ
スアクセス時間tAAc (max) を考慮してこれよりも周期
の大きなクロック信号に同期させてデータD0〜D7をラッ
チし内部に取り込み、処理する動作をさせなくてよいの
で、tAAc (max) −tAAc だけ無駄な待機時間が抑制さ
れ高速動作が可能となる。
【0191】また、処理回路40aとキャッシュメモリ
40bとは1チップのMPU 40に設けられているため、
データ出力確定信号OAを使用してのインターフェイスは
チップ内に限られ、外部のメインメモリ41とは従来の
ように固定周波数に同期させてのインターフェイスを使
用することになるのて、MPU 40は従来のインターフェ
イスを使用しているシステムにも使用可能となり、従来
のシステムのMPU をこの実施例8における高速キャッシ
ュアクセスのMPU 40と差し替えることによりMPU 40
とメインメモリ41との間のデータバスの数やピン数を
増加させる事なくシステム全体の高速化を容易に図るこ
とができる。
【0192】実施例9.次のこの発明の実施例9である
コンピュータシステムについて、図28に基づき説明す
る。図において42は図16に示された実施例6におけ
るコンピュータをワンチップ化したこの発明のコンピュ
ータの一例であるMPU で、42aは図16に示されたMP
U 32の回路を含む処理回路、42bは図16に示され
たSRAM33の回路と同一構成のキャッシュメモリであ
る。また、41は実施例8と同様にMPU 42からのアド
レス信号 Aw 、ロウアドレスストローブ信号/RAS、コラ
ムアドレスストローブ信号/CAS、ライトイネーブル信号
/WE を受け、これらの信号に基づき、データ Dx を読み
出したり書き込んだりするDRAMからなるメインメモリ
で、キャッシュヒットのときは、キャッシュメモリ42
bがアクセスされ、キャッシュミスのときはメインメモ
リ41がアクセスされる。
【0193】以上のようにこの実施例9のコンピュータ
においては、実施例8と同様にMPU42におけるキャッ
シュメモリ42bがアドレス信号に応じたメモリセルか
らのデータD0〜D7を処理回路42aに出力すると共に、
ごのデータD0〜D7の出力が確定するとHレベルとなるデ
ータ出力確定信号OAを処理回路42aに出力し、処理回
路42aがこのキャッシュメモリ42bからのデータD0
〜D7およびデータ出力確定信号OAを受け、このデータ出
力確定回路OAが所定のレベルとなるとデータD0〜D7をラ
ッチして内部に取り込み処理を行うので、このコンピュ
ータを最悪条件の高温、低電源電圧下で使用していない
ときは無駄な待機時間が抑制され高速動作が可能とな
る。
【0194】また、これも実施例8と同様に処理回路4
2aとキャッシュメモリ42bとは1チップのMPU 42
に設けられているため、データ出力確定信号OAを使用し
てのインターフェイスはチップ内に限られ、外部のメイ
ンメモリ41とは従来のように固定周波数に同期させて
のインターフェイスを使用することになるので、MPU4
2は従来のインターフェイスを使用しているシステムに
も使用可能となり、従来のシステムのMPU をこの実施例
9における高速キャッシュアクセスのMPU 42と差し替
えることによりMPU 42とメインメモリ41との間のデ
ータバスの数やピン数を増加させる事なくシステム全体
の高速化を容易に図ることができる。
【0195】実施例10.以下にこの発明の半導体記憶
装置の一例であるダイレクトマッピング方式のキャッシ
ュDRAM(以下CDRAM と称す)について図29から図32
に基づき説明する。ダイレクトマッピング方式とは、メ
インメモリ上のブロックをキャッシュメモリ上の特定の
ブロックにマッピングする方法で、コンパレータが少な
くてすみ、コストを低くできるものである。図29にお
いて、51は複数のDRAMメモリセルからなり、nビット
のメインメモリ用アドレス信号Aiを受けてこのアドレス
信号Aiに基づき選択されるDRAMメモリセルに記憶された
k(例えば1,4,8,16)ビットのデータ OD1j を出力する
とともに、このデータ OD1j が出力される(確定する)
のに応じてHレベルとなるメインメモリ用出力確定信号
OA1 を出力するメインメモリアレイである。
【0196】52は複数のSRAMメモリセルからなり、n
ビットのアドレス信号Aiの下位mビットからなるキャッ
シュメモリ用アドレス信号 Ap を受けてこの、アドレス
信号Ap に基づき選択されるSRAMメモリセルに記憶され
たkビットのデータ OD2j を出力するとともに、このデ
ータ OD2j が出力される(確定する)のに応じてHレベ
ルとなるキャッシュメモリ用出力確定信号OA2 を出力す
るデータメモリ部となるSRAMメモリアレイ52aと、複
数のSRAMメモリセルからなり、nビットのアドレス信号
Ai の下位mビットのキャッシュメモリ用アドレス信号
Ap を受けてこのアドレス信号 Ap に基づき選択される
SRAMメモリセルに記憶されたn−mビットのタグアドレ
スデータTAq を出力するディレクトリ部となるタグメモ
リアレイ52bとから構成されるキャッシュメモリアレ
イである。
【0197】53はメインメモリ用アドレス信号 Ai
タグアドレスデータTAq に対応する上位n−mビットの
ブロックアドレス Aq およびタグアドレスデータTAq
受け、両者が一致するとキャッシュヒットを示すHレベ
ル、不一致であるとキャッシュミスを示すLレベルとな
るキャッシュヒット信号HIT を出力するコンパレータ回
路、54はメインメモリ51からのkビットのデータ O
D1j とメインメモリ用出力確定信号OA1 、キャッシュメ
モリ52からのkビットの OD1j データとキャッシュメ
モリ用出力確定信号OA2 、およびコンパレータ回路53
からのキャッシュヒット信号HIT を受け、このキャッシ
ュヒット信号HIT がHレベルであるとキャッシュメモリ
52からのデータ OD2j をkビットの出力データODj
して出力するとともに、キャッシュメモリ用出力確定信
号OA2 をデータ出力確定信号OAとして出力し、キャッシ
ュヒット信号HIT がLレベルであるとメインメモリ51
からのデータ OD1j をkビットの出力データODj として
出力するとともに、メインメモリ用出力確定信号OA1 を
データ出力確定信号OAとして出力するマルチプレクサ回
路である。
【0198】図30はマルチプレクサ54の回路図で、
図において541はキャッシュヒット信号HIT を受けて
キャッシュヒット信号HIT およびこの反転信号/HITを出
力し、マルチプレクサ54を制御するマルチプレクサ制
御回路で、キャッシュヒット信号HIT を受けてこの反転
信号/HITを出力するインバータ541aから構成され
る。
【0199】542はマルチプレクサ制御回路541か
らのキャッシュヒット信号HIT,/HITおよびメインメモリ
51からのkビットのデータ OD1j 、キャッシュメモリ
52からのkビットのデータ OD2j を受け、キャッシュ
ヒット信号HIT がHレベルであるとキャッシュメモリ5
2からのデータ OD2j をkビットの出力データODj とし
て出力し、キャッシュヒット信号HIT がLレベルである
とメインメモリ51からのデータ OD1j をkビットの出
力データODj として出力する出力データ用マルチプレク
サで、それぞれがキャッシュヒット信号HIT,/HITを受け
るとともに入力ノード542bにメインメモリ51から
のデータ OD1j 、入力ノード542dにキャッシュメモ
リ52からのデータ OD2j を受け、キャッシュヒット信
号HIT がHレベルであるとキャッシュメモリ52からの
データ OD2j を出力データODj として各出力ノード54
2cに出力し、キャッシュヒット信号HIT がLレベルで
あるとメインメモリ51からのデータ OD1j をkビット
の出力データODj として各出力ノード542cに出力す
る、k個の出力データ用サブマルチプレクサ542aか
らなる。
【0200】そして、各出力データ用サブマルチプレク
サ542aは入力ノード542bと出力ノード542c
との間に接続され、ゲート電極にキャッシュヒット信号
HITを受けるpチャネルMOSトランジスタ542aa
と、入力ノード542bと出力ノード542cとの間に
接続され、ゲート電極にキャッシュヒット信号/HIT
を受けるnチャネルMOSトランジスタ542abと、
入力ノード542dと出力ノード542cとの間に接続
され、ゲート電極にキャッシュヒット信号/HITを受
けるpチャネルMOSトランジスタ542acと、入力
ノード542dと出力ノード542cとの間に接続さ
れ、ゲート電極にキャッシュヒット信号HIT を受けるn
チャネルMOSトランジスタ542adとを有する。
【0201】543はマルチプレクサ制御回路541か
らのキャッシュヒット信号HIT,/HITおよびメインメモリ
51からのメインメモリ用出力確定信号OA1 、キャッシ
ュメモリ52からのキャッシュメモリ用出力確定信号OA
2 を受け、キャッシュヒット信号HIT がHレベルである
とメインメモリ用出力確定信号OA1 をデータ出力確定信
号OAとして出力ノード543fへ出力し、キャッシュヒ
ット信号HIT がLレベルであるとキャッシュメモリ用出
力確定信号OA2 をデータ出力確定信号OAとして出力ノー
ド543fに出力する確定信号用マルチプレクサで、入
力ノード543eと出力ノード543fとの間に接続さ
れ、ゲート電極にキャッシュヒット信号HIT を受けるp
チャネルMOSトランジスタ543aと、入力ノード5
43eと出力ノード543fとの間に接続され、ゲート
電極にキャッシュヒット信号/HITを受けるnチャネルM
OSトランジスタ543bと、入力ノード543gと出
力ノード543fとの間に接続され、ゲート電極にキャ
ッシュヒット信号/HITを受けるpチャネルMOSトラン
ジスタ543cと、入力ノード543gと出力ノード5
43fとの間に接続され、ゲート電極にキャッシュヒッ
ト信号HIT を受けるnチャネルMOSトランジスタ54
3dを有する。
【0202】図31はダイレクトマッピング方式のメモ
リ空間を示す図で、メインメモリ上のkビット幅のデー
タDはキャッシュミス時に外部へ出力されるとともに、
データDが格納されたアドレスを指定したnビットのメ
インメモリ用アドレス信号 Ai の下位mビットからなる
キャッシュメモリ用アドレス信号 Ap より指定されるSR
AMメモリアレイのアドレスにコピーされる。そして、デ
ータDがメインメモリアレイのどのアドレスに相当する
ものなのかを知るためのメインメモリ用アドレス信号 A
i の上位n−mビットがキャッシュメモリ用アドレス信
号 Ap により指定されるタグメモリアレイのアドレスに
タグアドレスデータとして格納される。
【0203】そして再び同じアドレス信号が入力された
ときは、このアドレス信号により指定されたタグメモリ
アレイのアドレスにこのアドレス信号の上位n−mビッ
トと同じタグアドレスデータが格納されているので、キ
ャッシュヒットしてSRAMメモリアレイの対応したアドレ
スからデータDが出力される。
【0204】次の以上のように構成されたCDRAM 50の
動作について図32に基づき説明する。ここでは、最初
のアクセスではキャッシュヒット、次のアクセスではキ
ャッシュミスとなった場合の読み出し動作について説明
する。まず、所望のアドレス信号 Ai (時分割入力の場
合はロウアドレス信号が与えられた後コラムアドレス信
号)が図32の(a)に示すように時刻t0 で与えられ
ると、このアドレス信号 Ai の下位mビットを受けてタ
グメモリアレイ52bからタグアドレスデータTAq が出
力され、これを受けるコンパレータ53がアドレス信号
Ai の上位n−mビットとタグアドレスデータTAq とを
比較してキャッシュヒット信号HIT を図32の(b)に
示すように時刻t1 でキャッシュヒットを示すHレベル
とする。
【0205】また、SRAMメモリアレイ52aの選択され
たメモリセルからのkビットのデータ OD2j が図32の
(d)に示すようにほぼ時刻t1 で出力されるととも
に、キャッシュメモリ用出力確定信号OA2 が図32の
(g)に示すようにHレベルとされ、マルチプレクサ5
4はHレベルのキャッシュヒット信号HIT を受け、SRAM
メモリアレイ52aからのデータ OD2j を出力データOD
j として図32(e)に示すようにほぼ時刻t1 で出力
するとともに、キャッシュメモリ用出力確定信号OA2 を
データ出力確定信号OAとして図32の(h)に示すよう
に出力する。
【0206】そして、読み出し速度がキャッシュメモリ
の読み出し速度に比べて遅くメインメモリ51からデー
タ OD1j が図32の(c)に示すように時刻t2 で出力
され、メインメモリ用出力確定信号OA1 が図32の
(f)に示すようにHレベルに立ち上がるが、マルチプ
レクサ54に入力されるキャッシュヒット信号HIT はH
レベルなので、データ OD1j およびメインメモリ用出力
確定信号OA1 は出力されない。
【0207】そして次のアドレス信号 Ai が図32の
(a)に示すように時刻t3 で与えられると、このアド
レス信号 Ai の下位mビットを受けてタグメモリアレイ
52bからタグアドレスデータTAq が出力され、これを
受けるコンパレータ53がアドレス信号 Ai の上位n−
mビットとタグアドレスデータTAq とを比較してキャッ
シュヒット信号HIT を図32の(b)に示すように時刻
4 でキャッシュミスを示すLレベルとする。
【0208】また、SRAMメモリアレイ52aの選択され
たメモリセルからのkビットのデータ OD2j が図32の
(d)に示すようにほぼ時刻t4 で出力されるととも
に、キャッシュメモリ用出力確定信号OA2 が図32の
(g)に示すようにHレベルとされるが、マルチプレク
サ54はLレベルのキャッシュヒット信号HIT を受けて
いるため、SRAMメモリアレイ52aからのデータ OD2j
を出力データODj として出力せず、またキャッシュメモ
リ用出力確定信号OA2 をデータ出力確定信号OAとして出
力しない。
【0209】そして、読み出し速度がキャッシュメモリ
の読み出し速度に比べて遅いメインメモリ51からデー
タ OD1j が図32の(c)に示すように時刻t5 で出力
され、メインメモリ用出力確定信号OA1 が図32の
(f)に示すようにHレベルに立ち上がり、Lレベルの
キャッシュヒット信号HIT を受けるマルチプレクサ54
はデータ OD1j を出力データODj として図32の(e)
に示すようにほぼ時刻t5で出力するとともに、メイン
メモリ用出力確定信号OA1 をデータ出力確定信号OAとし
て図32の(h)に示すように出力する。
【0210】以上のようにこの実施例10のCDRAM 50
においては、キャッシュヒット信号HIT がキャッシュヒ
ットを示すHレベルのときはキャッシュメモリ用出力確
定信号OA2 により、キャッシュミスを示すLレベルのと
きはメインメモリ用出力確定信号OA1 によりHレベルと
なるデータ出力確定信号OAを出力するので、このデータ
出力確定信号OAがHレベルになるのに応じてこのCDRAM
50のデータ Dj を受ける装置を動作させれば、最悪条
件の高温、低電源電圧下で使用していないときはキャッ
シュヒット時およびキャッシュミス時ともに最悪条件で
のアクセス時間である最大アクセス時間よりも短い時間
でデータ出力確定信号OAがHレベルとなるため、無駄な
待機時間が抑制され高速動作が可能となる。
【0211】さらに、従来の固定周波数のクロック信号
に同期したインターフェイスではキャッシュヒット時は
高速のキャッシュメモリにアクセスされるので、ノーウ
ェイトでアクセスを開始した次のクロック信号の立ち上
がりでデータを取り込み、キャッシュミス時は低速のメ
インメモリにアクセスされるので、キャッシュミスした
ことをキャッシュヒット信号により外部に知らせてウェ
イトをかけてクロック信号の何サイクルかの間データを
取り込まないようにする必要があるが、この実施例10
のCDRAM 50においてはデータ出力確定信号OAの立ち上
がりによりデータを取り込むインターフェイスであるた
め、キャッシュヒットかミスかを外部に知らせる必要が
なくなる。
【0212】実施例11.以下にこの発明の実施例11
のコンピュータについて図33に基づき説明する。この
実施例11においては、実施例1におけるSRAM11の出
力確定信号発生回路25に実施例10に使用されている
マルチプレクサを応用している。図33はこの実施例1
1におけるSRAM11のブロック図を示しており、図3に
示された実施例1におけるSRAM11と一番異なる点は、
実施例1では8ビットのデータD0〜D7を入出力していた
のに対し、この実施例11では16ビットのデータD0〜D
15 が入出力されている点である。これに伴い、外部か
ら与えられるアドレス信号 Aiは1ビット減ってA0〜A
15 となり、アドレスバッファ12から出力されるブロ
ックアドレスBAi も1ビット減ってBA9,/BA9〜BA12,/BA
12となり、これを受けるZプリデコーダ14はBA9,/BA
9, BA10,/BA10の論理に基づき1つがHレベルとなるZ
プリデコーダ信号Z0〜Z3およびBA11,/BA11, BA12,/BA12
の論理に基づき1つがHレベルとなるZプリデコーダ信
号Z4〜Z7を出力する。
【0213】さらに、Zプリデコード信号Z0〜Z7を受け
るブロック選択信号発生回路16はこのZプリデコード
信号Z0〜Z7に基づきBS0 〜BS15のうち1つがHレベルと
なり、BS16〜BS31のうち1つがHレベルとなるブロック
選択信号BS0 〜BS31を出力して、これに基づいて♯0〜
♯31の32個のメモリセルアレイ21のうち2個が活
性化される。また、差動増幅回路24と入出力回路28
との間、入出力回路28とライトバッファ30との間の
データRDj,WDj のやり取りは16ビット単位(各メモリ
セルアレイでRDk0〜RDk7,WDk0〜WDk7の8ビットがやり
取りされ、2ブメモリセルアレイが選択されるので16
ビット)で行われ、出力確定信号発生回路25はブロッ
ク選択信号BS0 〜BS31を受けて、少なくともブロック選
択信号BS0 〜BS31により選択された2つのメモリセルア
レイ21からのアレイ用出力確定信号 MOAk がともにH
レベルとなるとHレベルとなるデータ出力確定信号OAを
出力する。
【0214】図34は出力確定信号発生回路25の回路
図を示しており、図において、250および251は図
8に示された実施例1における出力確定信号発生回路2
5のサブ出力確定信号発生回路250およびアレイ用出
力確定信号発生回路251と同じ回路である。255は
それぞれがブロック選択信号BS0 〜BS15およびアレイ用
出力確定信号MOA0〜MOA15 、またはブロック選択信号BS
16〜BS31およびアレイ用出力確定信号MOA16 〜MOA31
受け、Hレベルとなったブロック選択信号BSkに対応し
たアレイ用出力確定信号 MOAk を出力ノード255cに
出力するマルチプレクサである。
【0215】そして、各マルチプレクサ255は、各ブ
ロック選択信号BSk に対応して設けられ、ブロック選択
信号BSk を受けてこの反転信号 /BSk を出力するインバ
ータ255aaと、アレイ用出力確定信号 MOAk が入力
される入力ノード255bと出力ノード255cとの間
に接続されるpチャネルMOSトランジスタ255ab
と、入力ノード255bと出力ノード255cとの間に
接続されるnチャネルMOSトランジスタ255acと
から構成されるサブマルチプレクサ255aを複数有す
る。
【0216】256は2つのマルチプレクサ255から
のアレイ用出力確定信号 MOAk を受け、これがともにH
レベルとなるとHレベルとなるデータ出力確定信号OAを
出力し、2つのマルチプレクサ255からのアレイ用出
力確定信号 MOAk を受けるNAND回路256aと、N
AND回路256aの出力を受けてデータ出力確定信号
OAを出力するインバータ256bとで構成され、マルチ
プレクサ255とでデータ出力確定信号発生回路を構成
するAND回路で、このAND回路256、マルチプレ
クサ255およびアレイ用出力確定信号発生回路251
とでメイン出力確定信号発生回路25aを構成してい
る。
【0217】以上のように構成されたこの発明の実施例
11においては、実施例1と同様の効果を奏する。
【0218】
【発明の効果】この発明の請求項1係る発明は、記憶手
段がアドレス信号に応じたメモリセルからのデータを出
力すると共に、このデータの出力に基づき所定レベルと
なるデータ出力確定信号を出力することで、最悪条件の
高温、低電源電圧下で使用していないときの無駄な待機
時間が抑制され高速動作が可能となる。
【0219】また、この発明の請求項2に係る発明は、
請求項1に係る発明と同様の効果を奏し、さらに処理手
段と記憶手段とは1チップに設けられているため、コン
ピュータのピン数やシステムデータバスの数を増加させ
る事なくシステム全体の高速化を容易に図ることができ
る。
【0220】また、この発明の請求項3に係る発明は、
少なくとも出力されるデータに対応したアレイ用出力確
定信号が全て第2の所定レベルとなると第3の所定レベ
ルとなるデータ出力確定信号を出力することで、最悪条
件の高温、低電源電圧下で使用していないときの無駄な
待機時間が抑制され高速動作が可能となる。
【0221】さらに、サブメモリセルアレイごとにサブ
出力確定信号発生手段を設け、複数のサブメモリアレイ
を有するメモリセルアレイごとに、各メモリセルアレイ
内の複数のサブ出力確定信号が全て第1の所定レベルと
なると第2の所定レベルとなるアレイ用出力確定信号を
出力するアレイ用出力確定信号発生手段を設け、少なく
とも出力されるデータに対応したアレイ用出力確定信号
が全て第2の所定レベルとなると第3の所定レベルとな
るデータ出力確定信号を出力するデータ出力確定信号発
生手段を設けているので、高速かつ確実な動作が可能と
なる。
【0222】また、この発明の請求項4に係る発明は、
差動増幅手段からの増幅信号が確定してから所定レベル
となる出力確定信号を出力する出力確定信号発生手段を
備えているので、最悪条件の高温、低電源電圧下で使用
していないときは無駄な待機時間が抑制され高速動作が
可能となる。
【0223】さらに、第1の増幅手段と第2ど増幅手段
がデータ出力線の電位および接地電位とプリチャージ電
位との間の基準電位を受けているため、データ出力線対
をプリチャージしているときに差動増幅手段のオフセッ
ト電圧により誤って出力確定信号が所定レベルとなるの
を抑制することができる。
【0224】また、この発明の請求項5に係る発明は、
差動増幅手段からの増幅信号が確定してから所定レベル
となる出力確定信号を出力する出力確定信号発生手段を
備えているので、最悪条件の高温、低電源電圧下で使用
していないときは無駄な待機時間が抑制され高速動作が
可能となる。
【0225】さらに、第1の増幅手段の第1の入力ノー
ドに第1のキャパシタを接続し、第2の増幅手段の第2
の入力ノードに第2のキャパシタを接続し、データ出力
線対がプリチャージ電位にプリチャージされるとき、オ
フセットキャンセル手段により第1および第2の入力ノ
ードに第1の基準電位を与えることで、データ出力線対
をプリチャージしているときは差動増幅手段のオフセッ
ト電圧により誤って出力確定信号が所定レベルとなるの
が妨がれる。
【0226】また、この発明の請求項6に係る発明にお
いても、請求項5に係る発明と同様の効果を奏する。
【0227】また、この発明の請求項7に係る発明は、
差動増幅手段からの増幅信号が確定してから所定レベル
となる出力確定信号を出力する出力確定信号発生手段を
備えているので、最悪条件の高温、低電源電圧下で使用
していないときは無駄な待機時間が抑制され高速動作が
可能となる。
【0228】さらに、第1の増幅手段の第1の入力ノー
ドおよび第2の増幅手段の第2の入力ノードに入力され
る信号はキャパシタを介して入力されるようにし、デー
タ出力線対がプリチャージ電位にプリチャージされると
き、オフセットキャンセル手段により第1および第2の
入力ノードに第1の基準電位を与えることで、データ出
力線対をプリチャージしているときは差動増幅手段のオ
フセット電圧により誤って出力確定信号が所定レベルと
なるのが妨がれる。
【0229】また、この発明の請求項8に係る発明にお
いても、請求項7に係る発明と同様の効果を奏する。
【0230】また、この発明の請求項9に係る発明にお
いても、請求項5または請求項7に係る発明と同様の効
果を奏する。
【0231】また、この発明の請求項10に係る発明
は、記憶手段がアドレス信号に応じたメモリセルからの
データを出力すると共に、このデータの出力に基づき所
定レベルとなるデータ出力確定信号を出力することで、
最悪条件の高温、低電源電圧下で使用していないときの
無駄な待機時間が抑制され高速動作が可能となる。
【0232】また、この発明の請求項11に係る発明
は、請求項10に係る発明と同様の効果を奏し、さらに
処理手段と記憶手段とは1チップに設けられているた
め、コンピュータのピン数やシステムデータバスの数を
増加させる事なくシステム全体の高速化を容易に図るこ
とができる。
【0233】また、この発明の請求項12に係る発明
は、アドレス信号に応じたメモリセルからのデータを出
力すると共に、このデータの出力に基づき所定レベルと
なるデータ出力確定信号を出力することで、最悪条件の
高温、低電源電圧下で使用していないときの無駄な待機
時間が抑制され高速動作が可能となる。
【0234】さらに、動作要求信号を受け、この動作要
求信号が第1のレベルから第2のレベルに変化するとビ
ジー信号を第3のレベルから第4のレベルとすること
で、動作中に動作要求されることを抑制することが可能
となる。
【0235】また、この発明の請求項13に係る発明に
おいても、請求項12に係る発明と同様の効果を奏す
る。
【0236】また、この発明の請求項14に係る発明に
おいても、請求項12に係る発明と同様の効果を奏す
る。
【0237】また、この発明の請求項15に係る発明に
おいては、キャッシュヒット信号がキャッシュヒットを
示す第1のレベルのときはキャッシュメモリ用出力確定
信号により、キャッシュミスを示す第2のレベルのとき
はメインメモリ用出力確定信号により所定レベルとなる
データ出力確定信号を出力することで、最悪条件の高
温、低電源電圧下で使用していないときはキャッシュヒ
ット時およびキャッシュミス時ともに無駄な待機時間が
抑制され高速動作が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例1のコンピュータを示すブロ
ック図である。
【図2】この発明の実施例1のコンピュータの動作を示
すタイミング図である。
【図3】この発明の実施例1におけるSRAMのブロック図
である。
【図4】この発明の実施例1におけるSRAMのメモリセル
アレイの配置を示す図である。
【図5】この発明の実施例1におけるSRAMのメモリセル
アレイの1つと周辺回路の対応関係を示すブロック図で
ある。
【図6】この発明の実施例1におけるSRAMのメモリセル
アレイの1つとその周辺回路の回路図である。
【図7】この発明の実施例1におけるSRAMの差動増幅回
路とその周辺回路を示す回路図である。
【図8】この発明の実施例1におけるSRAMの出力確定信
号発生回路を示す回路図である。
【図9】この発明の実施例1におけるSRAMの動作を示す
タイミング図である。
【図10】この発明の実施例2におけるSRAMの差動増幅
回路とその周辺回路を示す回路図である。
【図11】この発明の実施例2におけるSRAMの動作を示
すタイミング図である。
【図12】この発明の実施例3におけるSRAMの差動増幅
回路とその周辺回路を示す回路図である。
【図13】この発明の実施例4におけるSRAMの差動増幅
回路とその周辺回路を示す回路図である。
【図14】この発明の実施例4におけるSRAMの動作を示
すタイミング図である。
【図15】この発明の実施例5におけるSRAMの差動増幅
回路とその周辺回路を示す回路図である。
【図16】この発明の実施例6のコンピュータを示すブ
ロック図である。
【図17】この発明の実施例6のコンピュータの動作を
示すタイミング図である。
【図18】この発明の実施例6におけるSRAMのブロック
図である。
【図19】この発明の実施例6におけるSRAMのビジー信
号発生回路を示す回路図である。
【図20】この発明の実施例6におけるSRAMのアドレス
バッファを示す回路図である。
【図21】この発明の実施例6におけるSRAMの出力確定
信号発生回路を示す回路図である。
【図22】この発明の実施例6におけるSRAMの入出力回
路の出力部分の回路図である。
【図23】この発明の実施例6におけるSRAMの動作を示
すタイミング図である。
【図24】この発明の実施例7におけるSRAMのブロック
図である。
【図25】この発明の実施例7におけるSRAMのビジー信
号発生回路、出力確定信号発生回路および入出力回路の
出力部分の回路図である。
【図26】この発明の実施例7におけるSRAMの動作を示
すタイミング図である。
【図27】この発明の実施例8のコンピュータシステム
のブロック図である。
【図28】この発明の実施例9のコンピュータシステム
のブロック図である。
【図29】この発明の実施例10におけるキャッシュDR
AMを示すブロック図である。
【図30】この発明の実施例10におけるキャッシュDR
AMのマルチプレクサを示す回路図である。
【図31】この発明の実施例10におけるキャッシュDR
AMのメモリ空間を示す図である。
【図32】この発明の実施例10におけるキャッシュDR
AMの動作を示す回路図である。
【図33】この発明の実施例11におけるSRAMのブロッ
ク図である。
【図34】この発明の実施例11におけるSRAMの出力確
定信号発生回路を示す回路図である。
【図35】従来のRAM を示すブロック図である。
【図36】従来のSRAMの動作を示すタイミング図であ
る。
【図37】従来のSRAMの動作を示すタイミング図であ
る。
【符号の説明】
10 MPU 11 SRAM 21 メモリセルアレイ 24 差動増幅回路 25 出力確定信号発生回路 28 入出力回路 29 データ入出力端子 32 MPU 33 SRAM 34b 動作要求信号入力端子 34c ビジー信号出力端子 51 メインメモリアレイ 52 キャッシュメモリアレイ 52a SRAMメモリアレイ 52b タグメモリアレイ 53 コンパレータ 54 マルチプレクサ 211 ワード線 212 ビット線対 230 I/O線対 232 I/O線プリチャージ回路 240 第1の増幅回路 241 第2の増幅回路 247b 第1の出力ノード 247d 第2の出力ノード 248 第1の増幅回路 248d 第1の増幅信号出力ノード 248h 第1の入力ノード 248i 第1のインバータ 249 第2の増幅回路 249d 第2の増幅信号出力ノード 249h 第2の入力ノード 249i 第2のインバータ 24a 相補増幅回路 24b 第1のキャパシタ 24c 第2のキャパシタ 24e オフセットキャンセル回路 24g プリ増幅回路 24h キャパシタ 24i 第1および第2の入力ノード 24j 第1の増幅回路 24jd 第1の増幅信号出力ノード 24ji 第1のインバータ 24k 第2の増幅回路 24kd 第2の増幅信号出力ノード 24ki 第2のインバータ 24m オフセットキャンセル回路 250 サブ出力確定信号発生回路 251 アレイ用出力確定信号発生回路 252 データ出力確定信号発生回路 253 出力確定信号出力端子 25a メイン出力確定信号発生回路 MC メモリセル

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1ビットのデータが記憶されるメモリセ
    ルを複数有し、アドレス入力端子から与えられるアドレ
    ス信号に応じたメモリセルからのデータをデータ出力端
    子に出力すると共に、このデータの出力に基づき所定レ
    ベルとなるデータ出力確定信号を出力確定信号出力端子
    に出力する記憶手段、 上記アドレス入力端子にアドレス信号を与え、上記デー
    タ出力端子からのデータを受け、上記データ出力確定信
    号が所定レベルになるのに基づき上記データをラッチし
    て内部へ取り組み、処理を行う処理手段を備えるコンピ
    ュータ。
  2. 【請求項2】 メモリ手段と処理手段とは1チップに設
    けられることを特徴とする請求項1記載のコンピュー
    タ。
  3. 【請求項3】 それぞれが、複数のメモリセルを有する
    サブメモリセルアレイを複数含む複数のメモリセルアレ
    イ、 上記各サブメモリセルアレイに対応して設けられ、対応
    するサブメモリセルアレイに含まれる複数のメモリセル
    のうち選択されるメモリセルに記憶されていたデータに
    応じた電位が出力される、複数のデータ出力線対、 上記各データ出力線対に設けられ、このデータ出力線対
    の電位差を増幅した相補の増幅信号を出力する複数の差
    動増幅手段、 上記各差動増幅手段からの増幅信号を受け、アドレス信
    号により選択される増幅信号に応じたデータをこの増幅
    信号に対応した出力端子に出力する出力手段、 上記各差動増幅手段に対応して設けられ、それぞれが対
    応する差動増幅手段から出力ささる増幅信号の一方がH
    レベル、他方がLレベルとなると第1の所定レベルとな
    るサブ出力確定信号を出力する複数のサブ出力確定信号
    発生手段、 上記各メモリセルアレイに対応して設けられ、各メモリ
    セルアレイに含まれるサブメモリセルアレイに対応する
    サブ出力確定信号発生手段から出力される複数のサブ出
    力確定信号を受け、このサブ出力確定信号が全て上記第
    1の所定レベルとなると第2の所定レベルとなるアレイ
    用出力確定信号を出力する複数のアレイ用出力確定信号
    発生手段と、上記各複数のアレイ用出力確定信号発生手
    段からのアレイ用出力確定信号を受け、少なくとも上記
    出力端子に出力されるデータに対応したアレイ用出力確
    定信号が全て第2の所定レベルとなると第3の所定レベ
    ルとなるデータ出力確定信号を出力確定信号出力端子に
    出力するデータ出力確定信号発生手段とを有するメイン
    出力確定信号発生手段を備える半導体記憶装置。
  4. 【請求項4】 複数のメモリセルを有するメモリセルア
    レイ、 上記メモリセルアレイの複数のメモリセルのうち、アド
    レス信号に基づき選択されるメモリセルに記憶されてい
    たデータに応じた接地電位以上電源電位以下の電位が出
    力され、一方の電位と他方の電位との間に電位差が生じ
    るデータ出力線対、 プリチャージ信号を受け、このプリチャージ信号に基づ
    き上記データ出力線対を上記接地電位より高く上記電源
    電位以下のプリチャージ電位にするプリチャージ手段、 上記データ出力線対の一方の電位および上記接地電位と
    上記プリチャージ電位との間の基準電位を受け、一方の
    電位が基準電位より高いとHレベル、低いとLレベルと
    なる増幅信号を出力する第1の増幅手段と、上記他方の
    電位および上記基準電位を受け、他方の電位が基準電位
    より高いとHレベル、低いとLレベルとなる増幅信号を
    出力する第2の増幅手段とを有する差動増幅手段、 上記第1の増幅手段および上記第2の増幅手段からの増
    幅信号を受け、一方がHレベル、他方がLレベルとなる
    と所定レベルとなる出力確定信号を出力する出力確定信
    号発生手段を備える半導体記憶装置。
  5. 【請求項5】 複数のメモリセルを有するメモリセルア
    レイ、 上記メモリセルアレイの複数のメモリセルのうち、アド
    レス信号に基づき選択されるメモリセルに記憶されてい
    たデータに応じた接地電位以上電源電位以下の電位が出
    力され、一方の電位と他方の電位との間に電位差が生じ
    るデータ出力線対、 プリチャージ信号を受け、このプリチャージ信号に基づ
    き上記データ出力線対を上記接地電位より高く上記電源
    電位以下のプリチャージ電位にするプリチャージ手段、 第1の出力ノードおよび第2の出力ノードを有し、上記
    データ出力線対の一方の電位および他方の電位を受け、
    この2つの電位の電位差を検知増幅した相補信号の一方
    を第1の出力ノードに出力し、他方を第2の出力ノード
    に出力する相補増幅手段と、一方の電極が上記第1の出
    力ノードに接続される第1のキャパシタと、一方の電極
    が上記第2の出力ノードに接続される第2のキャパシタ
    と、上記第1のキャパシタの他方の電極に接続される第
    1の入力ノードを有し、この第1の入力ノードに与えら
    れる電位が第1の所定電位よりも高いとHレベルおよび
    Lレベルの2値レベルのうち一方のレベルとなり、低い
    と他方のレベルとなる第1の増幅信号を第1の増幅信号
    出力ノードに出力する第1の増幅手段と、上記第2のキ
    ャパシタの他方の電極に接続される第2の入力ノードを
    有し、この第2の入力ノードに与えられる電位が第2の
    所定電位よりも高いと上記一方のレベルとなり、低いと
    上記他方のレベルとなる第2の増幅信号を第2の増幅信
    号出力ノードに出力する第2の増幅手段と、第1の基準
    電位およびオフセットキャンセル制御信号を受け、この
    オフセットキャンセル制御信号に基づき上記第1の基準
    電位を上記第1の入力ノードおよび第2の入力ノードに
    与えるオフセットキャンセル手段とを有する差動増幅手
    段、 上記第1の増幅信号および上記第2の増幅信号を受け、
    この一方がHレベル、他方がLレベルとなると所定レベ
    ルとなる出力確定信号を出力する出力確定信号発生手段
    を備える半導体記憶装置。
  6. 【請求項6】 第1の所定電位は差動増幅手段に与えら
    れ、接地電位よりも高く第1の基準電位よりも低い第2
    の基準電位で、第2の所定電位は上記第2の基準電位で
    あることを特徴とする請求項5記載の半導体記憶装置。
  7. 【請求項7】 複数のメモリセルを有するメモリセルア
    レイ、 上記メモリセルアレイの複数のメモリセルのうち、アド
    レス信号に基づき選択されるメモリセルに記憶されてい
    たデータに応じた接地電位以上電源電位以下の電位が出
    力され、一方の電位と他方の電位との間に電位差が生じ
    るデータ出力線対、 プリチャージ信号を受け、このプリチャージ信号に基づ
    き上記データ出力線対を上記接地電位より高く上記電源
    電位以下のプリチャージ電位にするプリチャージ手段、 上記データ出力線対の一方の電位および他方の電位を受
    け、この2つの電位の電位差に基づくプリ増幅信号を出
    力するプリ増幅手段と、第1の入力ノードを有し、上記
    プリ増幅信号をキャパシタを介してこの第1の入力ノー
    ドに受け、第1の入力ノードに与えられる電位が第1の
    所定電位よりも高いとHレベルおよびLレベルの2値レ
    ベルのうち一方のレベルとなり、低いと他方のレベルと
    なる第1の増幅信号を第1の増幅信号出力ノードに出力
    する第1の増幅手段と、第2の入力ノードを有し、上記
    プリ増幅信号をキャパシタを介してこの第2の入力ノー
    ドに受け、第2の入力ノードに与えられる電位が上記第
    1の所定電位よりも高い第2の所定電位よりも高いと上
    記他方のレベルとなり、上記第2の所定電位よりも低い
    と上記一方のレベルとなる第2の増幅信号を第2の増幅
    信号出力ノードに出力する第2の増幅手段と、上記第1
    の所定電位と第2の所定電位との間の第1の基準電位お
    よびオフセットキャンセル制御信号を受け、このオフセ
    ットキャンセル制御信号に基づき上記第1の基準電位を
    上記第1の入力ノードおよび第2の入力ノードに与える
    オフセットキャンセル手段とを有する差動増幅手段、 上記第1の増幅信号および上記第2の増幅信号を受け、
    この一方がHレベル、他方がLレベルとなると所定レベ
    ルとなる出力確定信号を出力する出力確定信号発生手段
    を備える半導体記憶装置。
  8. 【請求項8】 第1の所定電位は差動増幅手段に与えら
    れる第2の基準電位で、第2の所定電位は差動増幅手段
    に与えられる第3の基準電位であることを特徴とする請
    求項7記載の半導体記憶装置。
  9. 【請求項9】 第1の増幅手段は第1の入力ノードと第
    1の増幅信号出力ノードとの間に接続され、入力側に上
    記第1の入力ノードの電位を受ける第1のインバータを
    有し、 第2の増幅手段は第2の入力ノードと第2の増幅信号出
    力ノードとの間に接続され、入力側に上記第2の入力ノ
    ードの電位を受ける第2のインバータを有し、 第1の所定電位は第1のインバータの閾値で、第2の所
    定電位は第2のインバータの閾値であることを特徴とす
    る請求項5または請求項7記載の半導体記憶装置。
  10. 【請求項10】 1ビットのデータが記憶されるメモリ
    セルを複数有し、第1のレベルと第2のレベルとの間で
    変化する動作要求信号に応じた信号を動作要求信号入力
    端子から受け、この動作要求信号入力端子に与えられる
    信号が上記動作要求信号における第1のレベルから第2
    のレベルへの変化に応じた変化をすると第3のレベルか
    ら第4のレベルとなるビジー信号をビジー信号出力端子
    に出力し、アドレス入力端子から与えられるアドレス信
    号に応じたメモリセルからのデータをデータ出力端子に
    出力するとともに、このデータの出力に基づき所定のレ
    ベルとなるデータ出力確定信号を出力確定信号出力端子
    に出力する記憶手段、 上記アドレス入力端子にアドレス信号を与え、上記動作
    要求信号を出力し、上記ビジー信号が第4のレベルのと
    きは上記動作要求信号の第1のレベルから第2のレベル
    への変化を抑制し、上記データ出力端子からのデータを
    受け、上記データ出力確定信号が所定レベルになるのに
    基づき上記データをラッチして内部へ取り込み、処理を
    行う処理手段を備えるコンピュータ。
  11. 【請求項11】 記憶手段と処理手段とは1チップに設
    けられることを特徴とする請求項10記載のコンピュー
    タ。
  12. 【請求項12】 1ビットのデータが記憶されるメモリ
    セルを複数有し、第1のレベルと第2のレベルとの間で
    変化する動作要求信号に応じた信号を動作要求信号入力
    端子から受け、この動作要求信号入力端子に与えられる
    信号が上記動作要求信号における第1のレベルから第2
    のレベルへの変化に応じた変化をすると第3のレベルか
    ら第4のレベルとなるビジー信号をビジー信号出力端子
    に出力し、アドレス入力端子から与えられるアドレス信
    号に応じたメモリセルからのデータをデータ出力端子に
    出力するとともに、このデータの出力に基づき所定のレ
    ベルとなるデータ出力確定信号を出力確定信号出力端子
    に出力する半導体記憶装置。
  13. 【請求項13】 メモリセルは行列状に配置され、各行
    に対応したメモリセルに接続され、対応した列が選択さ
    れると電位が接地電位から立ち上げられるワード線と、
    各列に対応したメモリセルが接続されるビット線を備
    え、 2値レベルを有するデータ授受完了信号を受け、このデ
    ータ授受完了信号が一方のレベルになるとビジー信号を
    第3のレベルとし、 上記ビジー信号が第3のレベルとなるとアドレス信号と
    は独立して上記ワード線が全て接地電位にされるととも
    に、上記ビット線が全てプリチャージ電位にプリチャー
    ジされることを特徴とする請求項12記載の半導体記憶
    装置。
  14. 【請求項14】 メモリセルは行列状に配置され、各行
    に対応したメモリセルに接続され、対応した列が選択さ
    れると電位が接地電位から立ち上げられるワード線と、
    各列に対応したメモリセルが接続されるビット線と、 データ信号端子に対応して設けられ、アドレス信号に基
    づき選択されたメモリセルからのデータを受けて上記デ
    ータ出力端子にこのデータを出力するとともに、データ
    出力確定信号の所定レベルへの変化に応じてこのデータ
    をラッチする出力回路を備え、 上記データ出力確定信号が所定レベルになるとビジー信
    号を第3のレベルとし、 上記ビジー信号が第3のレベルとなるとアドレス信号と
    は独立して上記ワード線が全て接地電位にされるととも
    に、上記ビット線が全てプリチャージ電位にプリチャー
    ジされることを特徴とする請求項12記載の半導体記憶
    装置。
  15. 【請求項15】 複数のDRAMメモリセルを有し、メ
    インメモリ用アドレス信号を受けて、このアドレス信号
    に基づき選択されるDRAMメモリセルに記憶されたデ
    ータを出力するとともに、このデータの出力に応じて第
    1の所定レベルとなるメインメモリ用出力確定信号を出
    力するメインメモリ、 複数のSRAMメモリセルを含み、キャッシュメモリ用
    アドレス信号を受けて、このアドレス信号に基づき選択
    されるSRAMメモリセルに記憶されたデータを出力す
    るとともに、このデータの出力に応じて第2の所定レベ
    ルとなるキャッシュメモリ用出力確定信号を出力するS
    RAMメモリアレイと、複数のSRAMメモリセルを含
    み、上記キャッシュメモリ用アドレス信号を受け、この
    アドレス信号に基づき選択されるSRAMメモリセルに
    記憶されたタグアドレスデータを出力するタグメモリア
    レイとを有するキャッシュメモリ、 上記メインメモリ用アドレス信号の上記タグアドレスデ
    ータに対応する部分および上記タグアドレスデータを受
    け、両者が一致すると第1のレベルとなり、不一致であ
    ると第2のレベルとなるキャッシュヒット信号を出力す
    るコンパレータ手段、 上記メインメモリからのデータとメインメモリ用出力確
    定信号、上記キャッシュメモリからのデータとキャッシ
    ュメモリ用出力確定信号、とよび上記コンパレータ手段
    からのキャッシュヒット信号を受け、このキャッシュヒ
    ット信号が第1のレベルであると上記キャッシュメモリ
    からのデータに応じた出力データを出力するとともに、
    上記キャッシュメモリ用出力確定信号が第2の所定レベ
    ルになるのに応じて第3の所定レベルとなるデータ出力
    確定信号を出力し、上記キャッシュヒット信号が第2の
    レベルであると上記メインメモリからのデータに応じた
    出力データを出力するとともに、上記メインメモリ用出
    力確定信号が第1の所定レベルになるのに応じて第3の
    所定レベルとなるデータ出力確定信号を出力するマルチ
    プレクサ手段を備える半導体記憶装置。
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