JPH103782A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPH103782A
JPH103782A JP8154681A JP15468196A JPH103782A JP H103782 A JPH103782 A JP H103782A JP 8154681 A JP8154681 A JP 8154681A JP 15468196 A JP15468196 A JP 15468196A JP H103782 A JPH103782 A JP H103782A
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JP
Japan
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circuit
memory
read
write
signal
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP8154681A
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English (en)
Inventor
Yasunobu Tokuda
泰信 徳田
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
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Publication of JPH103782A publication Critical patent/JPH103782A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】半導体記憶装置、特にFIFOメモリに関
する。メモリ回路は1と2の2つの部分に分かれてお
り、各々独自に動作が可能になっている。書き込みカウ
ンタ回路5の出力最下位1ビット信号50はデコーダ回
路6に入力され、メモリ回路1の選択信号60とその反
転信号であるメモリ回路2の選択信号61にデコードさ
れる。読み出しの回路も書き込みと同様の構成であり、
読み出しカウンタ回路7の最下位ビット70を入力とす
るデコーダ回路8が存在する。書き込み、読み出しのい
ずれの場合もカウンタ回路5、7の出力50、70によ
り動作するメモリ回路を切り替えていくので、あるサイ
クルで選択されたメモリ回路は次のサイクルでは必ず非
選択になる。 【効果】ビット線のプリチャージとイコライズを各メモ
リ回路が非選択になるサイクル中に行うのでサイクルタ
イムを短縮して高速動作が可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体記憶装置に係
り、とくにFIFO(First−In−First−
Out)メモリに関するものである。
【0002】
【従来の技術】広く一般的に使用されているFULL−
CMOSタイプの2ポートメモリセルの回路図を図3に
示す。このメモリセルは双安定回路が書き込みワード線
10をゲート入力したMOSFETを介して相補の書き
込みビット線11、12に接続され、読み出しワード線
20をゲート入力したMOSFETを介して相補の読み
出しビット線21、22に接続された構成になってい
る。
【0003】図7にこの2ポートメモリセルを使用した
従来のFIFOメモリの構成を示す。メモリ回路1はメ
モリセルがマトリクス状に配置されており書き込みと読
み出しの回路を独立に設けることで非同期に書き込みと
読み出し動作を行うことができる。5は書き込みクロッ
ク信号WCKをカウントして書き込みアドレス信号52
を生成するための書き込みカウンタ回路である。カウン
タ回路5は書き込み信号WEにLレベルが与えられ書き
込み可能の状態でWCKのLからHへの変化でカウント
アップし、リセット信号WRSがLになるとカウント値
がリセットされる。メモリ回路1においてはアドレス信
号52に従ってメモリセルが順次選択されてデータ入力
端子DIから入力されたデータが書き込まれていく。読
み出しにおいても読み出しカウンタ回路7が存在し、読
み出しアドレス信号72がメモリ回路1に与えられてデ
ータ出力回路10の出力端子DOから書き込みされた順
番でデータが読み出される。
【0004】図3の2ポートメモリセルは素子数が少な
く高集積が可能であるもののビット線の電位状態によっ
て動作が大きく影響を受ける。例えばビット線の電位が
低いままワード線が立ち上がるとメモリセルの状態が反
転してデータが消失してしまったり、データ読み出しの
前にビット線に電位差があるとアクセスが遅れたりす
る。これを回避するにはサイクルが変化して次のアドレ
スに移行するときに相補のビット線のプリチャージとイ
コライズを十分に行う必要がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】大きなメモリ容量のF
IFOを高密度で実現するにはビット線あたりに接続す
るメモリセルの数を増やす必要がある。これに伴いビッ
ト線の静電容量は増加するのでイコライズ、プリチャー
ジに長い時間を要することになる。従来のFIFOメモ
リではこの時間はそのままサイクルタイムの増加につな
がるため動作速度の低下が避けられなかった。
【0006】本発明は上記問題を解決するためになされ
たものであり、その目的は高密度で高速動作が可能な大
容量のFIFOメモリを構成する半導体記憶装置を提供
することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に記載
した半導体記憶装置は、各々が書き込みポートと読み出
しポートを持つ複数のメモリ回路と、書き込みクロック
信号をカウントする第1のカウンタ回路と、前記メモリ
回路の中で書き込み対象となるものを選択する第1のデ
コーダ回路と、読み出しクロック信号をカウントする第
2のカウンタ回路と、前記メモリ回路の中ので読み出し
対象となるものを選択する第2のデコーダ回路を備えて
おり、前記第1のカウンタ回路の最下位ビットを含む一
部の出力ビットが前記第1のデコーダ回路に入力されて
残りの出力ビットが書き込みアドレスとして前記メモリ
回路に共通に与えられ、前記第2のカウンタ回路の最下
位ビットを含む一部の出力ビットが前記第2のデコーダ
回路に入力されて残りの出力ビットが読み出しアドレス
として前記メモリ回路に共通に与えられることを特徴と
する。
【0008】本発明の請求項2に記載された半導体記憶
装置は、請求項1記載の半導体記憶装置において、前記
第1のデコーダ回路あるいは第2のデコーダ回路から選
択信号が与えられていないときは全ての書き込みワード
線あるいは読み出しワード線は立ち下がり、ビット線は
プリチャージされることを特徴とする。
【0009】
【作用】第1のカウンタ回路の最下位ビットが第1のデ
コーダ回路に入力されているので書き込みクロック信号
が現れるたびに選択されるメモリ回路が変わって行く。
読み出しにおいても同様にして読み出しクロック信号の
たびにメモリ回路が切り替わり、あるサイクルで選択さ
れたメモリ回路は次のサイクルでは非選択になる。
【0010】
【発明の実施の形態】図1は本発明による第1の実施例
を示すFIFOメモリの半導体記憶装置の回路図であ
る。この例ではメモリ回路は1と2の2つの部分に分か
れており、各々独自に動作が可能になっている。
【0011】書き込みカウンタ回路5は書き込み信号W
EにLレベルが与えられ書き込み可能の状態で書き込み
クロック信号WCKのLからHへの変化でカウントアッ
プし、リセット信号WRSがLになるとカウント値がリ
セットされる。その出力は50と52であり、50はカ
ウンタの最下位の1ビットの信号で52は残りの最上位
までのビットを表している。50はデコーダ回路6に入
力されてメモリ回路1の選択信号60とその反転信号で
あるメモリ回路2の選択信号61にデコードされる。一
方52はメモリ回路1と2に共通に与えられており各メ
モリ内部のメモリセルのアドレス信号になる。読み出し
の回路も書き込みと同様の構成であり読み出し信号R
E、読み出しクロック信号RCK、読み出しリセット信
号RRSを入力とする読み出しカウンタ回路7と、その
最下位ビット70を入力とするデコーダ回路8が存在す
る。データ出力回路10はメモリ回路1と2で読み出し
状態にある側のデータを出力端子DOから出力する。
【0012】書き込み、読み出しのいずれもカウンタ回
路5、7の出力の最下位ビット50、70がメモリ回路
1と2の選択を制御することからクロック信号WCK、
RCKがカウントされるたびに動作するメモリ回路が
1、2と交互に切り替わる。各メモリ回路内部のアドレ
スとなる52と72はクロック信号のさらに長い周期で
変化する。
【0013】図2は図1にあるメモリ回路1、2の内部
構成を示す回路図であり、2ポートメモリ回路である。
また図2の中のメモリセルMCの回路図を図3に示す。
図2においてメモリセルは行と列にアレイされており、
書き込みアドレス信号60から書き込みアドレスデコー
ダとカラムデコーダを経由してメモリセルMCの書き込
みワード線とビット線が選択される。52はメモリ回路
の書き込み選択信号であり、選択状態の時は書き込みデ
ータバッファと書き込みアドレスデコーダを動作させて
メモリセルへの書き込みを行い、非選択状態の時はこれ
らの回路の動作を停止して全ての書き込みワード線を立
ち下げると共にプリチャージ信号110をHレベルにし
てMOSFET101をオンさせビット線のプリチャー
ジを行う。書き込みビット線には常時オンのMOSFE
T100も存在するが書き込みを妨げないで、かつ大き
なビット線の静電容量を短時間でチャージするには10
1を付加して制御する必要がある。読み出しも書き込み
と同様な回路が備わっており、メモリ回路の読み出し選
択信号72に応じて読み出しビット線のプリチャージを
短時間で行うためにMOSFET201がある。
【0014】次に図4のタイムチャートをもとに図1の
回路の動作を説明する。このタイムチャートは連続した
4回の読み出しを示しておりRCKのLからHへの変化
で各サイクルが始まる。まず最初のサイクルC1で読み
出しカウンタの最下位ビットはLレベルであるとしてメ
モリ回路1の選択信号はHレベル、メモリ回路2の選択
信号はLレベルである。従ってメモリ回路1が選択され
ワード線M1が立ち上がりビット線にデータが現れてデ
ータ出力端子DOにD1が読み出される。一方、この期
間は非選択のメモリ回路2の全てのワード線はLレベル
でビット線は高電位にチャージされている。サイクルC
2になると読み出しカウンタの最下位ビットはHレベル
に変わりメモリ回路1が非選択になり、代わってメモリ
回路2が選択される。メモリ回路2のワード線M2が立
ち上がり出力端子DOにデータD2が読み出される。こ
のときメモリ回路1のワード線は立ち下がりビット線は
プリチャージのMOSFETによって高電位にチャージ
され相補のビット線の電位差はなくなり等電位化(イコ
ライズ)されていく。次のサイクルC3になり再びメモ
リ回路1が選択されるときにはビット線のプリチャージ
とイコライズは完了している。C3ではアドレス信号が
カウントアップされているので立ち上がるワード線はM
1からM3に移る。
【0015】このように本発明の半導体記憶装置は読み
出しクロック毎に動作するメモリ回路を切り替えていく
ので、あるサイクルで選択されたメモリ回路は次のサイ
クルでは必ず非選択になる。非選択の期間にビット線の
プリチャージとイコライズを行って再び選択されるまで
動作の準備を行う。プリチャージとイコライズを十分に
行うことにより次に選択されるメモリセルのデータは消
失されることなく保護され、速やかにビット線上にデー
タを読み出すことができる。書き込みの場合もアドレス
の動きに関しては読み出しの場合と同一であるが、選択
されたビット線に書き込むデータを与える部分が異な
る。しかし非選択のビット線に関しては読み出しの場合
と同等でありワード線が立ち上がる前にプリチャージを
行うことでメモリセルのデータは保護される。
【0016】図5は本発明による第2の実施例を示すF
IFOメモリの半導体記憶装置の回路図である。メモリ
回路は4つの部分1、2、3、4に分かれている。書き
込みカウンタ回路5の下位2ビットの出力50、51が
デコーダ回路6に入力されて各メモリ回路の選択信号6
0、61、62、63にデコードされる。残りの最上位
までのビット52は各メモリセルに共通に与えられる。
この構成は読み出し回路においても同じであり、さらに
データ出力回路10では選択されたメモリ回路のデータ
をDOから出力する。
【0017】メモリ回路が4つに分かれクロック信号が
入力される毎に動作するメモリ回路が1、2、3、4と
移っていくので、各メモリ回路においては動作した後の
続く3サイクルでビット線のプリチャージとイコライズ
が行われる。図6は図5中のメモリ回路の内部構成を示
す回路図であり、ビット線のプリチャージは常時オンの
MOSFET100、200だけで行っている。3サイ
クルという長い非選択期間にプリチャージできればよい
ので、このように駆動力の弱いMOSFETだけでも十
分である。メモリ回路の分割を多くするほどワード線に
よって一度に選択されるメモリセルの数は減少する。即
ち図7の従来例に対して図1の回路では一本のワード線
に接続されるメモリセルの数は1/2になり、図5の回
路では1/4になる。ビット線からメモリセルに流れて
消費される電流も図1では1/2、図5では1/4に減
る。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、各
メモリ回路のビット線のプリチャージとイコライズを非
選択のサイクル期間中に行うことができるのでサイクル
タイムを短縮することが可能になり高速動作が可能なF
IFOメモリを構成する半導体記憶装置を提供できる。
またメモリ回路を複数に分けることで半導体記憶装置の
消費電流も低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による第1の実施例のFIFOメモリの
半導体記憶装置の回路図である。
【図2】図1に示した実施例のメモリ回路の回路図であ
る。
【図3】図2に示した実施例のメモリセルの回路図であ
る。
【図4】図1に示した実施例のタイミング図である。
【図5】本発明による第2の実施例のFIFOメモリの
半導体記憶装置の回路図である。
【図6】図5に示した実施例のメモリ回路の回路図であ
る。
【図7】従来のFIFOメモリの回路図である。
【符号の説明】
1、2、3、4 メモリ回路 5 書き込みカウンタ回路 7 読み出しカウンタ回路 6、8 デコーダ回路 9 データ入力回路 10 データ出力回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】各々が書き込みポートと読み出しポートを
    持つ複数のメモリ回路と、書き込みクロック信号をカウ
    ントする第1のカウンタ回路と、前記メモリ回路の中で
    書き込み対象となるものを選択する第1のデコーダ回路
    と、読み出しクロック信号をカウントする第2のカウン
    タ回路と、前記メモリ回路の中ので読み出し対象となる
    ものを選択する第2のデコーダ回路を備えており、前記
    第1のカウンタ回路の最下位ビットを含む一部の出力ビ
    ットが前記第1のデコーダ回路に入力されて残りの出力
    ビットが書き込みアドレスとして前記メモリ回路に共通
    に与えられ、前記第2のカウンタ回路の最下位ビットを
    含む一部の出力ビットが前記第2のデコーダ回路に入力
    されて残りの出力ビットが読み出しアドレスとして前記
    メモリ回路に共通に与えられることを特徴とする半導体
    記憶装置。
  2. 【請求項2】請求項1記載の前記メモリ回路は、前記第
    1のデコーダ回路あるいは第2のデコーダ回路から選択
    信号が与えられていないときは全ての書き込みワード線
    あるいは読み出しワード線は立ち下がり、ビット線はプ
    リチャージされることを特徴とする半導体記憶装置。
JP8154681A 1996-06-14 1996-06-14 半導体記憶装置 Withdrawn JPH103782A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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DE19945952C1 (de) * 1999-09-24 2001-04-05 Texas Instruments Deutschland Anordnung zur Erzeugung eines fortlaufenden Zählerstandes
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WO2011058659A1 (ja) * 2009-11-16 2011-05-19 富士通株式会社 Fifoバッファ及びfifoバッファの制御方法
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