JPS6021628A - プログラマブルロジツクアレイ - Google Patents

プログラマブルロジツクアレイ

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JPS6021628A
JPS6021628A JP58129935A JP12993583A JPS6021628A JP S6021628 A JPS6021628 A JP S6021628A JP 58129935 A JP58129935 A JP 58129935A JP 12993583 A JP12993583 A JP 12993583A JP S6021628 A JPS6021628 A JP S6021628A
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JP
Japan
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circuit
signal
sense
input
timing
Prior art date
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JP58129935A
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English (en)
Inventor
Mikio Kyomasu
幹雄 京増
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS6021628A publication Critical patent/JPS6021628A/ja
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Pending legal-status Critical Current

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    • H03KPULSE TECHNIQUE
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    • H03K19/0016Arrangements for reducing power consumption by using a control or a clock signal, e.g. in order to apply power supply
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明は、記憶素子としてF A M OS (F l
oatinggaLc Avalanche 1nje
ction MOS)やMNOS(Metal−sil
icon Nitride−Oxide−3emico
nductor)のような当換え可能な不揮発性半導体
素子を用いたプログラマブルロジックアレイ(以下l)
 L Aという)や、一部に固定された論理回路ヲ含ム
プログラマブルアレイロジック(以下PALという)に
関する。
(従来技術とその問題点) PLAとしては、ヒユーズやPN接合を記憶素子とし、
熱破壊によりそれらの素子にプログラムを施す方式のも
のが一般に使用されている。この方式のPLAはバイポ
ーラプロセスにより作成され、そのため動作速度が速い
利点を有する反面、集積度が低く、消費電力が大きく、
しかもプログラムの書換えができないという欠点も有し
ている。
そこで、本発明者は書換え可能な不揮発性半導体素子を
用いたPLAを既に提案した(特開昭58−85638
号公報参照)。すなわち、そのPLAでは、例えば第1
図に示されるようにFAMO51−1〜l−nをアレイ
状に配列してNORケートを構成し、所定のFAMO8
の浮遊ケ−1・に電子を注入させることによりプログラ
ムを施すとともに、このNORゲートを基体にして任意
の4J1合ぜ回路を構成するものである。
このようなPLAにおいて、動作時にはセンス回路部2
で約1mAの電流が流れる。この電流値はセンス回路部
2を最適設計したとしても必要な値であり、しかもPL
AあるいはPALではセンス回路2が約36〜72個必
要とされるため、36〜72mAの電諺が必要となる。
(目的) 本発明は、F A M OSのような書換え可能な不揮
発性半導体素子を用いたPLAやPALにおいて、消費
電力を低下させることを目的とするものである。
(構成) 本発明は、入力信号の切換りのタイミングを検出し、そ
のタイミングをもとに作成した所定時間だけセンス回路
を動作させるようにしたものである。これにより、セン
ス回路が動作している時間が短縮され、センス回路を電
流か流れている時間も短縮される。
(実施例) 第2図に本発明をP A Lに適用した実施例を示す。
10は第1図に示されたようなFAMO5を用いたN 
ORゲートにより構成されたNAND回路であり、プロ
グラム可能である。NORゲートによりNAND回路を
構成することについては前に引用した特開昭58−85
638号公報に記載されている。11は予め設定された
論理回路を有するPAL用論理回路で、NAND回路1
oに応じて適宜選択され、NAND回路1oと組み合わ
されて所望の論理回路を構成するようになっている。
12は読出し動作時にNAND回路1oの入力線を選択
する入力回路であり、13はN A N I)回路10
を読出しラッチするセンス回路及びラッチ回路(センス
回路のみを記号13として示すこともある)である。ラ
ッチされた読出し信号は論理回路11を経て、バッファ
回路14から出力される。15は入力回路12からの出
力信号を入力し、それらの信号の切換りのタイミングを
検出するエツジセンス回路であり、】6はその検出され
た入力信号切換りタイミングから所定時間たljの信号
らの信号により動作期間が制御されるようになっている
17はNAND回路ioのFAMO5への書込み(プロ
グラミング)時に入力線を選択するデ、コーダを含む入
力線制御回路で、選択した入力線に高電圧を印加する。
バッファ回路14は双方向性であり、NAND回路10
の鶴込み時は積項線制御回路18へアドレス信号を送出
する。積項線制御回路18はバッファ回路14からアド
レス信号を入力してNAND回路10の積項線を選択し
、高電圧を印加する。信号OEは、非動作時に低レベル
L1続出し時に高レベルH1書込み時にHレベルより更
に高電圧のレベル■PPの3種類のレベルをとる。書込
み回路20は、この信号OEが書込み時に■PP iこ
なったことを検出し、■1.を検出している期間たけ積
項線制御回路18を動作させ、また、その期間はセンス
回路13を禁止状態とする。
次に、本実施例におけるエツジセンス回路15とセンス
タイミング発生回路16の具体例を第3図及び第4図に
示す。
入力回路12からの1個の入力信号Axとその反転信号
Axを第3図のようにMO8I−ランジスタ(以下Tr
と記す)Q3〜Q6に入力することにより、第4図のよ
うに信号Axの切換りてエツジ信号EDGが発生する。
すなわち、アドレス信号の立上り時T r Q 5 、
 Q 5がオンとなり、これによりインバータQ1oの
出力が■(レベルとなる。
このインバータQIOの出力信号によす’1.’ r 
Q 9をオンにしてEDG信号をLレベルにする。この
とき、Tr’Q7 + Q8ハLDG信号カ十分ニI■
lzベルになるまでオン状態を保っており、これによっ
てEDG信号のLレベルを一定期間維持している。Tr
Qll及びQ12はEDG信号のIIL/ヘルを与える
とともにEDG信号の立上りを鋭くさせており、この効
果によって容量接合を通る信号レベルを大きくしている
。このEDG信号によりセンス期間を設定しているので
ある。
次に、このEDG信号をインバータにより反転して信号
pc1とし、このPCI信号を容量結合させることで、
接点Nに信号Nを発生さぜる。この信号Nの信号レベル
がLレベルになる期間TrQ16をオンさせてコンデン
サC2を充電させ、信号SENを■Iレベルにさせる。
信号Nのレサルが元に戻ることによりT r Q 16
はオフとなり、信号SENは自然にレベルを低下させる
。この信ノ号SENを一定レベルと比較することにより
センス期間−f sを設定することになる。
次に書込み回路20の具体例を第5図及び第6図に示す
。信号OEは負荷となるデプレ・ンション型N −1−
、r Q 20を経て、TrQ21とQ22からなるC
MO5回路のTrQ21のソースに入力されている。各
TrQ20〜Q22のゲートには共通に基準電圧■cc
が印加されており、CMO5の節点から出力信号が取り
出されている。
この回路て、信号OEがTrlQ20を経てTrQ21
のソースに印加される信号をOE’とし、その信号レベ
ルをOEのvP、、 、 i−1、L +こ対応1.−
?l−V ’ 、 I−1’、 L’としたとき、vc
c 十vtb (■thはTrP Q21のスレッショルド電圧)がvpp’とイの間に位
置するように設定されている。したがって、書込み時に
信号OEがvPPレベルになれは、TrQ21とQ22
はともにオンとなり、それらのオン抵抗の比率により出
力信号は期間′1”XVたけノ・イレベルとなる。また
、信号OEが■]又はLレベルの場合、TrQ21がオ
フ、TrQ22がオンになるため出力信号はローレベル
となる。
以上の構成をもとにして、第2図の実施例の動作を説明
する。
いま、NAND回路10には既にプログラミングが施さ
れているとして、読み出す場合を説明する。信号OEが
レベルLからl]になり、入力回路12に入力信号が入
力される。この場合、書込み回路20からは信号は出力
されず、したがってセンス回路13は禁止状態とはなら
ず、また積項線制御回路18は動作状態とはならない。
NAND回路10は入力回路12からのデコーダ信号に
より人力線が選択され、また、エツジセンス回路15は
そのデコーダ信号から信号の切換りのタイミングを1し
、センスタイミング発生回路16はそのタイミングを基
にして所定時間T sだけセンス回路13を動作状態と
する。したがって、センス回路13て電流が流れるのは
、センスタイミング発生回路16により動作状態とされ
ている期間−、[sのみである。
次に、NAND回路10に初めてプログラミングを施す
場合、又はプログラムを変更する場合には、信号OEは
■9.レベルとなる。書込み回路20はvl、レベルを
検出して信号を出力し、積項線制御回路18を動作状態
とするとともに、センス回路13を禁止状態とする。入
力線制御回路17は入力信号と信号OEの■1.レベル
信号を入力して所定の入力線に高電圧を印加するととも
に、積項線制御回路18はバッファ回路14からのアド
レス信号と信号OEからのv2.レベル信号を入力して
所定の積項線に高電圧を印加することにより、画線の交
点位置に接続されているF A M OSの浮遊ゲート
に電子を注入してプログラミングを行なう。
本実施例はCMOSプロセスにより作成されているので
、バイポーラプロセス、NMOSプロセス、あるいはP
MOSプロセスにより作成した場合に比べて消費電力が
少なくなる利点を有する。
また、本実施例では読出し用の入力回路12と書込み用
の入力線制御回路17とを別回路構成とした。そのため
、読出しのための入力回路12からバッファ回路14ま
での構成が単純化され、読出し速度が高速になる利点を
有する。例えは、2〜2.5μmの製造プロセスを用い
て作成した場合、本実施例では40〜5Qnsの高速動
作速度が期待され、これはバイポーラプロセスで作成さ
れたPALと同程度の動作速度となる。
第7図には本発明をPLAに適用した例を示す。
第2図との主な相違点は、論理回路部をA N I)回
路30とOk回路31とし、いずれもFAMO5を用い
たNORゲートを基本に構成して両回路ともに プログ
ラミング可能にした点にある。ANI)回路30とOR
回路31の間にセンス回路32を設け、OR回路31の
出力を検出するセンス回路及びラッチ回路33にはA 
N D回路30に帰還をかけるための論理回路も設けら
れている。本実施例でも、センス回路32.33の動作
タイミングはエツジセンス回路15とセンスタイミング
発生回路16により制御されている。
本実施例も第2図の実施例と同じ(CMOSプロセスで
作成され、低消費電力の利点を備え、また読出し用入力
回路を書込み用入力線制御回路と別構成とすることによ
る高速性の利点をも備えている。
以上の実施例において、エツジセンス回路15及びセン
スタイミング発生回路16は、要するに入力信号の切換
りのタイミングをもとにして所定時間の信号を発生する
回路であればよく、種々の変形が可能である。
また、書込み回路20は、書込み用の高電圧を検出する
だけの回路でよく、上記の倒置外に、インバータ回路の
ドライバートランジスタに所定のスレッショルド電圧を
もたせるようにするなど、種々の変形が可能である。
尚、実施例の他の構成部分は既によく知られているので
説明を省略した。
また、記憶素子としては実施例のFAMO8のほか、M
NOSなど、他の書換え可能な不揮発性半導体素子を用
いても、本発明の要旨は全く変るところがない。
、(効果) 本発明ではセンス回路の動作期間を入力信号の切換りの
タイミングを基にして作成された所定の短時間だけとす
ることができるので、センス回路で消費される電力が低
下する。
【図面の簡単な説明】
第1図はFAMO5を記憶素子とするPLAを示す回路
図、第2図は本発明の一実施例を示すブ第4図は第3図
の回路の動作を示す波形図、第5図は第2図中の書込み
回路の具体例を示す回路図、第6図は第5図の回路の動
作を示す波形図、第7図は本発明の他の実施例を示すブ
ロック図である。 10、・・FAMO8、NAND回路、11.・・I)
 AL用論理回路、13・・・センス回路及びラッチ回
路、KN I)回路、31・・FAMO5・OR回路、
32・・・センス回路、33・・・センス回路・ラッチ
回路及び論理回路。 特許出願人 株式会社リコー 代理人 弁理士 青山葆外2名

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)記憶素子として書換え可能な不揮発性半導体素子
    を用いたプログラマブルロジックアレイにおいて、入力
    信号の切換りのタイミングを検出し、このタイミングを
    もとにして所定時間だけセンス回路を動作させる回路を
    備えたことを特徴とするプログラマブルロジックアレイ
JP58129935A 1983-07-15 1983-07-15 プログラマブルロジツクアレイ Pending JPS6021628A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58129935A JPS6021628A (ja) 1983-07-15 1983-07-15 プログラマブルロジツクアレイ
US06/859,469 US4815036A (en) 1983-07-15 1986-05-05 Programmable logic array having an on/off sense function

Applications Claiming Priority (1)

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JP58129935A JPS6021628A (ja) 1983-07-15 1983-07-15 プログラマブルロジツクアレイ

Publications (1)

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JPS6021628A true JPS6021628A (ja) 1985-02-04

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ID=15022061

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