JPH10241360A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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Publication number
JPH10241360A
JPH10241360A JP9039252A JP3925297A JPH10241360A JP H10241360 A JPH10241360 A JP H10241360A JP 9039252 A JP9039252 A JP 9039252A JP 3925297 A JP3925297 A JP 3925297A JP H10241360 A JPH10241360 A JP H10241360A
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JP
Japan
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read
signal
write
mode
circuit
Prior art date
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Application number
JP9039252A
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English (en)
Inventor
Koichi Akeyama
浩一 明山
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Filing date
Publication date
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Priority to US09/025,075 priority patent/US6011728A/en
Publication of JPH10241360A publication Critical patent/JPH10241360A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • 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
    • G11C7/1072Input/output [I/O] data interface arrangements, e.g. I/O data control circuits, I/O data buffers for memories with random access ports synchronised on clock signal pulse trains, e.g. synchronous memories, self timed memories
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • 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
    • G11C7/1015Read-write modes for single port memories, i.e. having either a random port or a serial port
    • G11C7/1045Read-write mode select circuits

Abstract

(57)【要約】 【課題】 同一のアドレスに連続して読み出しと書き込
みとを行う場合の動作速度を向上し、さらに消費電力を
低減する。 【解決手段】 A1、B1、D1は動作モード判定であ
る。A2〜A4は読み出しアクセス動作である。B2及
びB3は書き込みアクセス動作である。なお実質的に、
B2はA2と同じであり、D2はB3と同じである。同
一アドレスのメモリセルに対して、読み出しアクセスと
書き込みアクセスとを順に行う場合、従来例では図示さ
れる如く2サイクル必要であった。本発明では書き込み
アクセスのD2を並行することができ、1サイクルで行
うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、クロック信号に同
期してメモリセルに対してアクセスする半導体記憶装置
に係り、特に、同一のアドレスに連続して読み出しと書
き込みとを行う場合の動作速度を向上し、さらに消費電
力を低減することができる半導体記憶装置に関する。
【0002】
【従来の技術】高速なデータアクセスを実現するため
に、クロック同期型の、ランダムアクセス可能な半導体
記憶装置(random access memory:以降RAMと称す
る)において、様々な技術が注目されている。高速ペー
ジモードや、バーストモード等の、高速データ転送モー
ドも設けられている。
【0003】ここで図1は、第1従来例のRAMの動作
を示すタイムチャートである。
【0004】このRAMはクロック信号CLKの立ち上
がりで書き込み信号WE*及びアドレス信号ADRを読
み込む。又書き込み信号WE*がL状態でライトモード
である場合には、該立ち上がりで書き込みデータ信号D
Iの取り込みも行う。
【0005】なお、RAS*やCAS*やWE*の
“*”は、その信号が負論理であることを示す。
【0006】なお図1、又以下の説明のその他の図のタ
イムチャートにおいて、「無効」は、読み出しデータ信
号DOが更新される過程で、論理状態が変化中であるこ
とを示す。又「有効」は、このような更新の後に、読み
出しデータ信号DOが確定していることを示す。又ロウ
アドレスストローブ信号RAS*、カラムアドレススト
ローブ信号CAS*、書き込み信号WE*、及びその他
RAMの入力信号や内部信号について、破線部分や斜線
部分はRAMの動作において、H状態あるいはL状態の
いずれでもよく、論理状態が動作状態に影響を及ぼさな
いことを示す。又クロック信号CLKのタイムチャート
に付された番号は、タイムチャートを用いて行う説明の
便宜上の番号であり、例えば“0”はパルス0、“1”
はパルス1等と称するものとする。
【0007】ここで本従来例ではこの図1において、ク
ロック信号CLKのパルス1、3、5では、それぞれの
パルス立ち上がりの際、書き込み信号WE*がH状態で
あってリードモードが設定され、読み出しアクセスがな
されている。又パルス2、4において、それぞれのパル
ス立ち上がりで書き込み信号WE*のL状態が取り込ま
れてライトモードが設定され、書き込みアクセスが行わ
れる。
【0008】図2及び図3は第2従来例のRAMの主要
部の構成を示すブロック図である。
【0009】本従来例は図2の構成に加え図3のコント
ロールブロック20Bを有する。又図2に示すように本
第2従来例は、ロウデコーダ12及びロウドライバRD
によってロウアドレスRAに従ったロウ選択をし、カラ
ムデコーダ14及びカラム選択回路DSによってカラム
アドレスCAに基づいたカラム選択をし、図5にその詳
細が示されるメモリセルアレイ10の該当するメモリセ
ルMCを選択する。なお図3の符号SCKはシステムク
ロックであり、該システムクロックより内部クロック信
号CLKを生成する。
【0010】選択されたメモリセルMCに対して読み出
しアクセスをする際には、内部回路が図6に示される一
般的なデータ読み出し回路44が用いられる。一方書き
込みアクセスの際には、内部回路が図7に示される一般
的なデータ書き込み回路46が用いられ、入力データラ
ッチ回路48が用いられる。又これら読み出しアクセス
及び書き込みアクセスのいずれにおいても、ビット線の
プリチャージ及びイコライズを行うビット線イコライズ
回路11と、図8に内部回路が示されるデータ線イコラ
イズ回路15が用いられる。なお図5において符号SA
はセンスアンプである。
【0011】次に前述のコントロールブロック20Bは
図4に示すように、動作制御回路22Bと、クロックバ
ッファ24と、アドレスバッファ26と、カラムアドレ
スバッファ27と、ロウアドレスバッファ28とにより
構成される。更に上記の動作制御回路22Bは、内部回
路構成の全体が図9に示される動作モード判定回路と、
図13に示される読み出し制御回路と、図15に示され
る書き込み制御回路とにより構成される。このような構
成によりコントロールブロック20Bは図3において左
方より入力される各信号に基づいて、該図3の右方へ示
される各信号を生成し出力する。
【0012】ここで図9を用いて前述の動作モード判定
回路を説明すると、ロウアドレスストローブ信号RAS
*、カラムアドレスストローブ信号CAS*、及び書き
込み信号WE*は、クロック信号CLKに同期してフリ
ップフロップFF10〜FF12へ取り込まれる。又こ
のように取り込まれた各信号に応じて、論理ゲートG1
0、G11、G14、及び遅延回路D11、D12を用
いて、カラム選択信号CSELが生成される。又図10
の真理値表に示すように、論理ゲートG10及びG12
を用いてリードモード信号READが生成され、論理ゲ
ートG10及びG13を用いてライトモード信号WRI
TEが生成される。
【0013】この動作モード判定回路における信号生成
をタイムチャートを用いて説明すると、まずカラム選択
信号CSELについては図11の通りである。この図1
1においてクロック信号CLKの立ち上がりで、H状態
のロウアドレスストローブ信号RAS*、及びL状態の
カラムアドレスストローブ信号CAS*がフリップフロ
ップFF10及びFF11に取り込まれると、内部信号
CACが立ち上がる。又該内部信号CACが立ち上がる
とクロック信号CLKがH状態であれば、論理ゲートG
11が出力する内部信号CAC1が立ち上がる。又該内
部信号CAC1は遅延回路D11及びD12で順次遅延
され、内部信号CAC2及びCAC3となる。これら内
部信号CAC2及びCAC3の論理和によって論理ゲー
トG14は、カラム選択信号CSELを生成する。
【0014】なおこの図11において、又以降に説明す
る各タイムチャートにおいて、時刻TAからTBまでが
クロック信号CLKの1つのサイクルである。
【0015】次に図12では動作モード判定回路におけ
る、クロック信号CLK、ロウアドレスストローブ信号
RAS*、カラムアドレスストローブ信号CAS*及び
内部信号CACに対して、リードモードの際の動作と、
ライトモードの際の動作とが併記されている。
【0016】まずクロック信号CLKの立ち上がりでH
状態のロウアドレスストローブ信号RAS*、L状態の
カラムアドレスストローブ信号CAS*及びH状態の書
き込み信号WE*がフリップフロップFF10〜FF1
2に取り込まれると、リードモード信号READが立ち
上がり、ライトモード信号WRITEが立ち下がり、リ
ードモードが設定される。これによって読み出しアクセ
スが可能となる。
【0017】次にクロック信号CLKの立ち上がりでH
状態のロウアドレスストローブ信号RAS*、L状態の
カラムアドレスストローブ信号CAS*、及びL状態の
書き込み信号WE*がフリップフロップFF10〜FF
12へ取り込まれると、リードモード信号READが立
ち下がりライトモード信号WRITEが立ち上がり、ラ
イトモードが設定される。これによって書き込みアクセ
スが可能となる。
【0018】次に前述の読み出し制御回路について図1
3の回路図及び図14のタイムチャートを用いて説明す
ると、クロック信号CLKの立ち上がりでH状態のロウ
アドレスストローブ信号RAS*、L状態のカラムアド
レスストローブ信号CAS*及びH状態の書き込み信号
WE*が取り込まれてリードモード信号READが立ち
上がり、かつ、カラム選択信号CSELが立ち上がる
と、論理ゲートG21の出力信号が立ち上がる。この後
に、該出力信号と、該出力信号を遅延回路D21で遅延
させた信号とに基づいて、論理ゲートG22が出力する
内部信号PAEが立ち上がる。更に該信号PAEに基づ
き、遅延回路D22及びD23及び論理ゲートG23を
用いて内部信号DOT*が生成される。この読み出し制
御回路で生成される内部信号PAE及びDOT*は、前
記データ読み出し回路44で用いられる。
【0019】次に前述の書き込み制御回路について図1
5の回路図及び図16のタイムチャートを用いて説明す
る。クロック信号CLKの立ち上がりでH状態のロウア
ドレスストローブ信号RAS*、L状態のカラムアドレ
スストローブ信号CAS*及びL状態の書き込み信号W
E*が取り込まれてライトモードとなり、ライトモード
信号WRITEが立ち上がり、かつカラム選択信号CS
ELが立ち上がると、論理ゲートG31の出力信号が立
ち上がる。論理ゲートG32は、該出力信号と、該出力
信号を遅延回路D31で遅延させた信号とに基づいて、
内部信号WDE*を生成する。該内部信号WDE*は前
記データ書き込み回路46で用いられる。
【0020】次に図17及び図18は本第2従来例のR
AMの動作を示すタイムチャートである。
【0021】この従来例は高速ページモードが設けられ
ている。又該従来例はまずロウアドレス信号ADXを取
り込んでロウアドレス選択を行ってからクロック信号C
LKの2パルス目で、カラムアドレス信号ADYを取り
込んでカラムアドレス選択を行う。次に本従来例でクロ
ック信号CLKの立ち上がりの際、ロウアドレス読み込
みを行うか、リードモードを設定するか、ライトモード
を設定するかは、図10に示すようにロウアドレススト
ローブ信号RAS*、カラムアドレスストローブ信号C
AS*及び書き込み信号WE*に従って決定される。
【0022】例えばこれら図17及び図18において、
本従来例について具体的に説明すると、クロック信号C
LKのパルス1からパルス9まで、同一ページのアドレ
スに対するアクセスとなっており、高速ページモードが
用いられている。
【0023】まずパルス1においてロウアドレスが読み
込まれ、該パルス1、及び続くパルス2においてロウア
ドレス選択がなされる。
【0024】又パルス3、5、7及び9において、それ
ぞれのパルス立ち上がりでリードモードが設定され、読
み出しアクセスがなされる。この読み出しアクセスの際
には、クロック信号CLKの立ち上がりでリードモード
を設定すると共にカラムアドレス信号ADYの取り込み
も行われる。この後図中「無効」で示される如く、カラ
ムアドレス信号ADYに従ったメモリセルアクセスによ
って読み出しデータ信号DOが変化してから、図中「有
効」で示される如く、読み出しデータ信号DOが確定す
る。
【0025】又パルス4、6、及び8においては、それ
ぞれのパルス立ち上がりでライトモードが設定され、書
き込みアクセスがなされる。この書き込みアクセスで
は、クロック信号CLKの立ち上がりで、ライトモード
が設定されると共に、カラムアドレス信号ADYが取り
込まれ、更に書き込みデータ信号DIが取り込まれる。
取り込まれた書き込みデータ信号DIはクロック信号C
LKの1サイクル中に、カラムアドレス信号ADYで示
されるメモリセルに書き込まれる。
【0026】図19は前述の第1従来例及び第2従来例
の構成要素動作を示すタイムチャートである。
【0027】この図19において、「動作モード信号」
は、第1従来例の如くロウアドレス及びカラムアドレス
を区別せずクロック信号CLKの1つのサイクルでアド
レスを取り込むRAM(以降第1従来例型RAMと称す
る)において、リードモードあるいはライトモードを設
定するための信号である。あるいは第2従来例の如く、
クロック信号CLKの1つ以上のパルスのサイクルでロ
ウアドレスストローブ信号RAS*を取り込んでから、
別のクロック信号CLKのパルスのサイクルでカラムア
ドレスストローブ信号CAS*を読み込みながら読み出
しアクセスや書き込みアクセスを行うRAM(以降第2
従来例型RAMと称する)において、ロウアドレス読み
込み、リードモードあるいはライトモード等のメモリ動
作モードを設定する信号である。
【0028】従ってこの動作モード信号には、前述の第
1従来例や第2従来例では、ロウアドレスストローブ信
号RAS*、カラムアドレスストローブ信号CAS*、
書き込み信号WE*が含まれる。又本発明はこれに限定
されないがこの動作モード信号には、例えば後述する本
発明の実施形態では更にリードアンドライトモード信号
RWE*が含まれる。
【0029】この図19においてまず第1従来例型RA
M及び第2従来例型RAMの読み出しアクセスの動作を
順に説明する。
【0030】A1(動作モード判定):動作モード信号
に従って動作モードを判定する。
【0031】A2(アドレス選択):アドレス選択を行
う。第1従来例型RAMではロウアドレス及びカラムア
ドレスの選択を行う。第2従来例型RAMについては、
以前のクロック信号CLKのサイクルで既にロウアドレ
スが選択されていることが前提となっているため、ここ
ではカラムアドレスの選択のみ行う。
【0032】A3(センスアンプ作動):データ線及び
センスアンプを用いた、選択されたメモリセルのデータ
の読み出しを行う。
【0033】A4(出力ラッチ):センスアンプの出力
を出力データラッチ回路で一時記憶し、これをRAMの
外部へ出力する動作。
【0034】C1(アドレス選択の解除):第1従来例
型RAMでは、ロウアドレス及びカラムアドレスの選択
を解除する。あるいは第2従来例型RAMではカラムア
ドレスの選択を解除する。
【0035】C2(イコライズ及びプリチャージ):デ
ータ線のイコライズやプリチャージ等を行う。あるいは
データ線及びビット線のイコライズやプリチャージ等を
行う。
【0036】次に図19を用いて第1従来例型RAM及
び第2従来例型RAMの書き込みアクセスの動作を順に
説明する。
【0037】B1(動作モード判定):動作モード信号
に従ってライトモードの判定を行う。
【0038】B2(アドレス選択):第1従来例の型の
RAMでは、ロウアドレス及びカラムアドレスの選択を
行う。あるいは第2従来例では以前のCLKのサイクル
で既にロウアドレス選択がなされていることが前提とな
り、ここではカラムアドレス選択のみ行う。
【0039】B3(メモリセル書き込み動作):アドレ
ス選択されているメモリセルに対して入力された書き込
みデータを実際に書き込む動作を行う。
【0040】C1(アドレス選択の解除):読み出しア
クセスのC1と同じ。
【0041】C2(イコライズ及びプリチャージ):読
み出しアクセスのC2と同じ。
【0042】
【発明が解決しようとする課題】第1従来例及び第2従
来例のいずれにおいても、読み出しアクセスと書き込み
アクセスとは、いずれも独立した動作サイクルであり、
それぞれまず動作モード判定及びアドレス選択を行って
いる。ここでRAMの利用形態では、同一アドレスのメ
モリセルに対して、読み出しアクセスを行った後に書き
込みアクセスを行う場合がある。このような場合、第1
従来例及び第2従来例ではいずれも、クロック信号CL
Kが2パルス(2クロック)必要である。
【0043】ここで同一のアドレスのメモリセルに対し
て、このように読み出しアクセス、及び書き込みアクセ
スをこの順に行う場合、後者の書き込みアクセスの際の
動作モード判定及びアドレス選択が、前者の動作モード
判定及びアドレス選択だけで十分であり、重複する。
【0044】例えば第1従来例において、時刻t1から
t2までは、ワード線選択終了処理、カラムアドレス選
択終了処理、ビット線及びデータ線のプリチャージやイ
コライズ等の処理を行う期間である。又時刻t2からt
3までは、アドレスデコード、ワード線選択、又カラム
アドレス選択を行う期間である。これら2つの期間は、
同一アドレスのメモリセルに対して、読み出しアクセス
と書き込みアクセスとを連続して行う場合には冗長とな
る。
【0045】又第2従来例において、時刻t1からt2
まではカラムアドレス選択終了、及びデータ線のプリチ
ャージやイコライズ等の終了処理を行う期間である。又
時刻t2からt3までは、カラムアドレスデコード、及
びカラムアドレス選択を行う期間である。これらの期間
は、同一アドレスのメモリセルに対して、読み出しアク
セスと書き込みアクセスとを連続して行う場合には冗長
となり、動作速度を低下させ、又消費電力を増加させて
しまう。
【0046】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
くなされたもので、同一のアドレスに連続して読み出し
と書き込みとを行う場合の動作速度を向上し、さらに消
費電力を低減することができる半導体集積回路を提供す
ることを目的とする。
【0047】
【課題を解決するための手段】本発明は、クロック信号
に同期してメモリセルに対してアクセスする半導体記憶
装置において、リードモード及びライトモードに加え、
リードアンドライトモードを備えた動作モードのいずれ
かを指定する、動作モード信号を入力する2以上のモー
ド信号端子と、メモリセルに書き込むデータを一時的に
記憶する入力データラッチ回路と、前記動作モード信号
により外部から指定される動作モードを判定し、前記リ
ードアンドライトモードと判定された場合、第1ステッ
プで、前記リードモードと同一の読み出し動作を行い、
この間にメモリセルへ書き込むデータを前記入力データ
ラッチ回路に一時記憶し、次に第2ステップで、前記第
1ステップで選択されているメモリセルに対して、前記
入力データラッチ回路に一時記憶されているデータを書
き込む、これら一連の動作を制御する動作制御回路とを
備えるようにしたことにより、前記課題を解決したもの
である。
【0048】又前記半導体記憶装置において、2以上の
前記モード信号端子がそれぞれ、ロウアドレスストロー
ブ信号、カラムアドレスストローブ信号、書き込み信
号、あるいはリードアンドライトモード信号の互いに異
なる信号を入力するものであるとしたものである。
【0049】前記半導体記憶装置において、前記動作制
御回路が、読み出し制御回路と、書き込み制御回路と、
外部から入力される動作モード信号から指定される動作
モードを判定し、前記読み出し制御回路及び前記書き込
み制御回路を動作させる動作モード判定回路とを含み、
動作モードがリードアンドライトモードの場合、前記動
作モード判定回路はまず前記読み出し制御回路を活性化
し、読み出しデータが確定した後のタイミングで前記書
き込み制御回路を活性化するものであるとしたものであ
る。
【0050】以下、本発明の作用について簡単に説明す
る。
【0051】本発明では、読み出しアクセスを行った後
に書き込みアクセスを行うというリードアンドライトモ
ードを、リードモード及びライトモードに加えて備える
ようにしている。これらの動作モードは、外部からの2
以上の動作モード信号によって設定し、これら信号を入
力するためのモード信号端子を備える。又、リードアン
ドライトモードの動作内容は、図19を参照して順に説
明すると次の通りである。
【0052】D1(動作モード判定):動作モード信号
に従ってリードアンドライトモードを判定する。ここで
本発明では動作モードとして、リードモード及びライト
モードに加え、リードアンドライトモードを外部から指
定する必要があるため、例えば書き込み信号WE*に加
えて更に例えばリードアンドライトモード信号RWE*
の動作モード信号を備えてもよい。なおこのD1は、前
述のA1やB1に対応する。
【0053】A2(アドレス選択):第1従来例や第2
従来例の読み出しアクセスのA2と同じ。又第1従来例
及び第2従来例において、A2はB2と同じである。
【0054】A3(センスアンプ作動):第1従来例及
び第2従来例の読み出しアクセスのA3と同じ。
【0055】A4(出力データラッチ回路作動):第1
従来例及び第2従来例の読み出しアクセスのA4と同
じ。
【0056】C1(アドレス選択の解除):第1従来例
及び第2従来例の読み出しアクセスのC1と同じ。
【0057】C2(イコライズ及びプリチャージ):第
1従来例及び第2従来例の読み出しアクセスのC2と同
じ。
【0058】D2(メモリセル書き込みの動作):第1
従来例及び第2従来例の書き込みアクセスのB3と同
じ。
【0059】以上説明した通り、本発明によれば、新た
にリードアンドライトモードを設け、同一アドレスのメ
モリセルに対して、読み出しアクセス及び書き込みアク
セスをこの順に行う場合、これら読み出しアクセス及び
書き込みアクセスを単一サイクル、例えばクロック信号
CLKの1クロック(1サイクル)で行うことが可能で
ある。従って本発明によれば同一のアドレスに連続して
読み出しと書き込みとを行う場合の動作速度を向上し、
さらに消費電力を低減することができる。
【0060】一例である図19では、本発明の場合のク
ロック信号CLKの1サイクルが従来例に比べ多少延長
されている。この様に延長されている場合も、本発明の
1サイクルは従来例の2サイクルより短く、本発明のリ
ードアンドライトモードは、従来例で2サイクルに及び
リードモードとライトモードとを行う場合に比べ短時間
である。
【0061】同一アドレスのメモリセルに対して、読み
出しアクセス及び書き込みアクセスをこの順に行う場合
従来では、前者のアクセスの後には、ビット線、データ
線のプリチャージ、イコライズの処理、その他読み出し
アクセスの終了処理を行ってから、後者のアクセスで、
改めて動作モードの判定やアドレス選択を行うこととな
る。これらの処理は冗長であり、本発明ではこれらを省
くことによって動作速度を向上している。又消費電力も
低減することが可能である。
【0062】
【発明の実施の形態】以下、図を用いて本発明の実施の
形態を詳細に説明する。
【0063】本発明が適用された半導体記憶装置の実施
形態は、前述の図2の構成に加え図20のコントロール
ブロック20Aを有する。又第2従来例と本実施形態と
の回路構成の相異は、コントロールブロック20Aであ
る。このコントロールブロック20Aについては前述の
コントロール20Bに比較して新たに、リードアンドラ
イトモード信号RWE*を入力している。この信号は本
実施形態の外部から入力される。
【0064】本実施形態において、主たる動作モード信
号は書き込み信号WE*及びリードアンドライトモード
信号RWE*であり、更にロウアドレスストローブ信号
RAS*及びカラムアドレスストローブ信号CAS*で
ある。又これら信号を入力する端子が、本実施例におけ
る本発明のモード信号端子である。
【0065】上記コントロールブロック20Aの内部
は、前述のコントロールブロック20Bと同様のクロッ
クバッファ24と、アドレスバッファ26と、カラムア
ドレスバッファ27と、ロウアドレスバッファ28とを
有する。又該コントロールブロック20Bは、前述のコ
ントロールブロック20Aとは異なる動作制御回路22
Aを有する。該動作制御回路22Aは、図22に示す動
作モード判定回路と、図26に示す読み出し制御回路
と、図28に示す書き込み制御回路とにより構成され
る。
【0066】動作制御回路22Aの内部の各部分につい
て説明すると、まず動作モード判定回路は図22におい
て、クロック信号CLKの立ち上がりで、ロウアドレス
ストローブ信号RAS*、カラムアドレスストローブ信
号CAS*、書き込み信号WE*、及びリードアンドラ
イトモード信号RWE*をフリップフロップFF10〜
FF13へ取り込む。このように取り込まれた各信号に
基づき、図23の真理値表にも示されるように論理ゲー
トG10、G12A〜G14Aによって、リードモード
信号READ、ライトモード信号WRITE、及びリー
ドアンドライトモード信号RWが生成される。更に論理
ゲートG10、G11、G15、及び遅延回路D11、
D12によって、カラム選択信号CSELが生成され
る。ここでこの動作モード判定回路で生成する各信号
は、読み出し制御回路及び書き込み制御回路でも用いら
れる。
【0067】ここでカラム選択信号CSELの生成のタ
イミングは、図24のタイムチャートに示す通りであ
る。
【0068】クロック信号CLKの立ち上がりでH状態
のロウアドレスストローブ信号RAS*、L状態のカラ
ムアドレスストローブ信号CAS*がフリップフロップ
FF10及びFF11に取り込まれると、論理ゲートG
10が出力する内部信号CACは立ち上がる。内部信号
CACが立ち上がるとこの時クロック信号CLKもH状
態であるため、論理ゲートG11の出力する内部信号C
AC1も立ち上がる。該内部信号CAC1がH状態の期
間の長さは、クロック信号CLKがH状態の期間と等し
い。該内部信号CAC1は遅延回路D11及びD12で
順次遅延され、内部信号CAC2及びCAC3が生成さ
れる。論理ゲートG15はこれら内部信号CAC2及び
CAC3の論理和のカラム選択信号CSELを出力す
る。
【0069】次に本動作モード判定回路におけるリード
モード信号READ、ライトモード信号WRITE、及
びリードアンドライトモード信号RWの生成のタイミン
グは、図25のタイムチャートに示す通りである。
【0070】このタイムチャートではクロック信号CL
K、ロウアドレスストローブ信号RAS*、カラムアド
レスストローブ信号CAS*、及び内部信号CACに対
して、読み出しアクセスを行うリードモード時、書き込
みアクセスを行うライトモード時、及び同一のメモリセ
ルMCに対して読み出しアクセスを行った後に書き込み
アクセスを行うリードアンドライトモード時のそれぞれ
における、書き込み信号WE*、リードアンドライトモ
ード信号RWE*、リードモード信号READ、ライト
モード信号WRITE、及びリードアンドライトモード
信号RWの各信号のタイミングが示される。
【0071】まずリードモード時について説明すると、
クロック信号CLKの立ち上がりでH状態のロウアドレ
スストローブ信号RAS*、L状態のカラムアドレスス
トローブ信号CAS*、H状態の書き込み信号WE*、
及びH状態のリードアンドライトモード信号RWE*が
取り込まれると、リードモード信号READはH状態と
なり、ライトモード信号WRITE及びリードアンドラ
イトモード信号RWはL状態となる。
【0072】次にライトモード時では、クロック信号C
LKの立ち上がりでH状態のロウアドレスストローブ信
号RAS*、L状態のカラムアドレスストローブ信号C
AS*、L状態の書き込み信号WE*、及びH状態のリ
ードアンドライトモード信号RWE*が取り込まれる
と、ライトモード信号WRITEがH状態となり、リー
ドモード信号READ及びリードアンドライトモード信
号RWがL状態となる。
【0073】リードアンドライトモード時では、クロッ
ク信号CLKの立ち上がりでH状態のロウアドレススト
ローブ信号RAS*、L状態のカラムアドレスストロー
ブ信号CAS*、H状態の書き込み信号WE*、及びL
状態のリードアンドライトモード信号RWE*が取り込
まれると、リードアンドライトモード信号RWがH状態
となり、ライトモード信号WRITE及びリードモード
信号READがL状態となる。
【0074】次に動作制御回路22Aの読み出し制御回
路について、図26の回路図及び図27のタイムチャー
トを用いて説明すると、カラム選択信号CSEL、リー
ドモード信号READ、及びリードアンドライトモード
信号RWに基づいて、論理ゲートG24及びG21によ
って得られた信号は、遅延回路D21及び論理ゲートG
22へ入力される。該論理ゲートG22は、入力された
該信号と遅延回路D21の出力とに基づいて、内部信号
PAEを出力する。ここで該内部信号PAEがH状態の
期間の長さは、遅延回路D21の遅延時間に等しい。
【0075】又該読み出し制御回路ではこの内部信号P
AEに基づき、遅延回路D22、D23及び論理ゲート
G23を用いて内部信号DOT*を生成する。内部信号
PAEが立ち上がると遅延回路D22の遅延時間の後
に、該内部信号DOT*が立ち下がる。又該内部信号D
OT*がL状態の期間の長さは、遅延回路D23の遅延
時間に等しい。
【0076】次に動作制御回路22Aが内蔵する書き込
み制御回路について図28の回路図、図29及び図30
のタイムチャートを用いて説明する。特に図29は書き
込みアクセスのみ行うライトモード時の動作を示し、図
30は読み出しアクセスを行った後に書き込みアクセス
を行うリードアンドライトモード時の動作を示す。
【0077】まずライトモード時については、フリップ
フロップFF31はカラム選択信号CSELがH状態の
ときに内部信号DOT*が立ち上がると、リードアンド
ライトモード信号RWを取り込む。該フリップフロップ
FF31の出力と、論理ゲート31によるカラム選択信
号CSEL及びライトモード信号WRITEの論理積演
算結果との論理積演算の結果を論理ゲートG33は出力
する。論理ゲートG32は該出力と、該出力が遅延回路
D31によって遅延された信号とに基づいて、書き込み
バッファ有効信号WDE*を出力する。図29のタイム
チャートにおいて該書き込みバッファ有効信号WDE*
がL状態の期間の長さは、遅延回路D31の遅延時間に
等しい。
【0078】ここで図29の書き込みバッファ有効信号
WDE*はクロック信号CLKの1サイクルにおいて、
図16の第2従来例に比較してやや早めのタイミングに
なっているものの、ほぼ同様である。これに対して図3
0のリードアンドライトモードでは書き込みバッファ有
効信号WDE*がクロック信号CLKの1サイクルで後
半でL状態となり、有効となっている。これはリードア
ンドライトモードでは、まず読み出し制御回路を活性化
して読み出しアクセスを行い読み出しデータが確定した
後に、書き込み制御回路を活性化して書き込みアクセス
を行うためである。
【0079】以上説明したように動作モード判定回路と
読み出し制御回路と書き込み制御回路とで構成される動
作制御回路によって得られる、ロウ選択信号RSEL、
カラム選択信号CSEL、内部信号DOT*、内部信号
PAE、及び書き込みバッファ有効信号WDE*によっ
て、図2に示すデータ読み出し回路44、データ書き込
み回路46、ビット線イコライズ回路11、データ線イ
コライズ15、その他の回路部分が制御される。
【0080】即ち読み出しアクセスのみ行うリードモー
ドでは、動作制御回路22Aからの信号によってデータ
読み出し回路44が制御され、選択されたメモリセルM
Cからデータが半導体記憶装置の外部に読み出される。
書き込みアクセスのみ行うライトモード時では、動作制
御回路22Aによってデータ書き込み回路46が制御さ
れ、クロック信号CLKの立ち上がりで入力データラッ
チ回路48に外部から取り込まれているデータが、動作
制御回路22Aによって制御されるデータ書き込み回路
46を経て、選択されたメモリセルMCに書き込まれ
る。
【0081】次に本実施形態の特徴となる、一旦読み出
しアクセスを行った後に、同一アドレスのメモリセルに
対して書き込みアクセスを行うというリードアンドライ
トモードでは、動作制御回路22Aの制御の下で、第1
ステップでデータ読み出し回路44を用いて選択された
メモリセルMCのデータを外部に読み出すと共に、この
第1ステップの間に、クロック信号CLKの立ち上がり
で外部から入力データラッチ回路48に書き込みデータ
を取り込んでおく。次に第2ステップで、第1ステップ
で既に選択されているメモリセルに対して、入力データ
ラッチ回路48に既に一時記憶されている書き込みデー
タをデータ書き込み回路46を用いて書き込む。
【0082】まず読み出し動作を行うためリードアンド
ライトモードではライトモードに比べ、クロック信号C
LKの1サイクル中におけるデータ書き込みタイミング
が遅くなっており、該サイクルの後半である。このため
図28〜図30の説明で前述したように、リードアンド
ライトモードではライトモードに比べ、書き込みバッフ
ァ有効信号WDE*が該サイクルで有効(L状態)とな
るタイミングが遅延され、読み出しデータが確定する内
部信号DOT*のL状態の後になる。
【0083】図31及び図32は本実施形態の動作を示
す一連のタイムチャートである。
【0084】まず本実施形態は前述の第2従来例に対し
て本発明を適用したものであり、第2従来例型RAMで
ある。即ち本実施形態のRAMでは、まずクロック信号
CLKの立ち上がりでロウアドレスストローブ信号RA
S*の読み込み及び設定を行う。この後のクロック信号
CLKの2つ目のパルスの立ち上がりで、カラムアドレ
スの読み込み及び設定を行いながら、リードモード、ラ
イトモードあるいはリードアンドライトモードのいずれ
かの動作モードの処理を行う。
【0085】例えば図31及び図32では、クロック信
号CLKのパルス1の立ち上がりで図23の真理値表に
示す如くロウアドレス読み込みの判定及び設定を行う。
又このパルス1から2つ目のパルス3以降で、カラムア
ドレスの読み込みや設定等を行いながら、リードモー
ド、ライトモードあるいはリードアンドライトモードの
いずれかの動作モードの動作を行う。
【0086】具体的には図31及び図32では、パルス
3、4、5、7、及び9のサイクルにおいて、リードア
ンドライトモードの動作モードを行っている。パルス6
においてリードモードの動作モードを行っている。パル
ス8においてライトモードの動作モードを行っている。
【0087】以上説明した通り、本実施形態によれば本
発明を適用して、リードアンドライトモードの動作モー
ドを設けることができる。即ちクロック信号CLKの1
パルスのサイクルで、同一アドレスのメモリセルに対し
て、読み出しアクセスと書き込みアクセスとを順次行う
ことができている。従って書き込みアクセスの冗長な処
理を省き、全体の処理時間を短縮することができる。
【0088】本実施形態については第2従来例に対して
リードアンドライトモード信号RWE*を入力するため
の端子が必要であるだけでなく、RAM外部に対して、
読み出しデータ信号DOの端子、及び書き込みデータ信
号DIの端子を独立させる必要があり、端子数が増大す
るという傾向がある。端子数増加はRAM単体でパッケ
ージに封止される場合には問題となることもあるが、A
SIC(applicationspecific integrated circuit )
等でRAMを他の論理回路とワンチップに混載する場合
には問題がない。あるいは問題が生じにくい。これはこ
のようにワンチップ混載する場合、RAMの端子数に実
質的な制限がほとんど無いためである。
【0089】
【発明の効果】同一のアドレスに連続して読み出しと書
き込みとを行う場合の動作速度を向上し、さらに消費電
力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1従来例のRAMの動作を示すタイムチャー
【図2】第2従来例のRAMの構成を示すブロック図
【図3】上記第2従来例のコントロールブロックの入出
力信号を示すブロック図
【図4】上記コントロールブロックの内部構成を示すブ
ロック図
【図5】前記第2従来例のメモリセルアレイのブロック
【図6】前記第2従来例のデータ読み出し回路の回路図
【図7】前記第2従来例のデータ書き込み回路の回路図
【図8】前記第2従来例のデータ線イコライズ回路の回
路図
【図9】前記第2従来例の動作制御回路の動作モード判
定回路の回路図
【図10】前記第2従来例のメモリ動作モード信号の真
理値表を示す線図
【図11】前記動作モード判定回路におけるカラム選択
信号CSELの生成動作を示すタイムチャート
【図12】前記動作モード判定回路におけるリードモー
ド信号READ及びライトモード信号WRITEの生成
動作を示すタイムチャート
【図13】前記動作制御回路の読み出し制御回路の回路
【図14】上記読み出し制御回路の動作を示すタイムチ
ャート
【図15】前記動作制御回路の書き込み制御回路の回路
【図16】上記書き込み制御回路の動作を示すタイムチ
ャート
【図17】前記第2従来例の動作を示すタイムチャート
【図18】上記図17に続くタイムチャート
【図19】本発明の要旨を示すための従来例と本発明の
内部動作を比較したタイムチャート
【図20】本発明が適用されたRAMの実施形態に用い
られるコントロールブロックの入出力信号を示すブロッ
ク図
【図21】上記コントロールブロックの内部構成を示す
ブロック図
【図22】前記コントロールブロックの動作制御回路の
内部にある動作モード判定回路の回路図
【図23】前記実施形態におけるメモリ動作モード信号
の真理値表を示す線図
【図24】前記動作モード判定回路におけるカラム選択
信号CSELの生成動作を示すタイムチャート
【図25】前記動作モード判定回路におけるリードモー
ド信号READ及びライトモード信号WRITE及びリ
ードアンドライトモード信号RWの生成動作を示すタイ
ムチャート
【図26】前記動作制御回路にある読み出し制御回路の
回路図
【図27】上記読み出し制御回路の動作を示すタイムチ
ャート
【図28】前記動作制御回路にある書き込み制御回路の
回路図
【図29】上記書き込み制御回路のライトモード時にお
ける動作を示すタイムチャート
【図30】前記書き込み制御回路のリードアンドライト
モード時における動作を示すタイムチャート
【図31】前記実施形態の動作を示すタイムチャート
【図32】上記図10に続くタイムチャート
【符号の説明】
CLK、SCK…クロック信号 RAS*…ロウアドレスストローブ信号 CAS*…カラムアドレスストローブ信号 WE*…書き込み信号 RWE*…リードアンドライトモード信号 READ…リードモード信号 WRITE…ライトモード信号 RW…リードアンドライト信号 ADX…ロウアドレス信号 ADY…カラムアドレス信号 ADR…アドレス信号 DO…読み出しデータ信号 DI…書き込みデータ信号 RSEL…ロウアドレス読み込み信号 CSEL…カラムアドレス読み込み信号 10…メモリセルアレイ 12…ロウデコーダ 14…カラムデコーダ 11…ビット線イコライズ回路 15…データ線イコライズ回路 44…データ読み出し回路 46…データ書き込み回路 48…入力データラッチ回路 20A、20B…コントロールブロック 22A、22B…動作制御回路 24…クロックバッファ 26…アドレスバッファ 27…カラムアドレスバッファ 28…ロウアドレスバッファ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】クロック信号に同期してメモリセルに対し
    てアクセスする半導体記憶装置において、 リードモード及びライトモードに加え、リードアンドラ
    イトモードを備えた動作モードのいずれかを指定する、
    動作モード信号を入力する2以上のモード信号端子と、 メモリセルに書き込むデータを一時的に記憶する入力デ
    ータラッチ回路と、 前記動作モード信号により外部から指定される動作モー
    ドを判定し、前記リードアンドライトモードと判定され
    た場合、第1ステップで、前記リードモードと同一の読
    み出し動作を行い、この間にメモリセルへ書き込むデー
    タを前記入力データラッチ回路に一時記憶し、次に第2
    ステップで、前記第1ステップで選択されているメモリ
    セルに対して、前記入力データラッチ回路に一時記憶さ
    れているデータを書き込む、これら一連の動作を制御す
    る動作制御回路とを備えるようにしたことを特徴とする
    半導体記憶装置。
  2. 【請求項2】請求項1において2以上の前記モード信号
    端子がそれぞれ、ロウアドレスストローブ信号、カラム
    アドレスストローブ信号、書き込み信号、あるいはリー
    ドアンドライトモード信号の互いに異なる信号を入力す
    るものであることを特徴とする半導体記憶装置。
  3. 【請求項3】請求項1において前記動作制御回路が、 読み出し制御回路と、書き込み制御回路と、外部から入
    力される動作モード信号から指定される動作モードを判
    定し、前記読み出し制御回路及び前記書き込み制御回路
    を動作させる動作モード判定回路とを含み、 動作モードがリードアンドライトモードの場合、前記動
    作モード判定回路はまず前記読み出し制御回路を活性化
    し、読み出しデータが確定した後のタイミングで前記書
    き込み制御回路を活性化するものであることを特徴とす
    る半導体記憶装置。
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