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JP2799042B2 - Semiconductor storage device - Google Patents

Semiconductor storage device

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Publication number
JP2799042B2
JP2799042B2 JP2148474A JP14847490A JP2799042B2 JP 2799042 B2 JP2799042 B2 JP 2799042B2 JP 2148474 A JP2148474 A JP 2148474A JP 14847490 A JP14847490 A JP 14847490A JP 2799042 B2 JP2799042 B2 JP 2799042B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
address
column
selection line
decoder
column selection
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP2148474A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0442490A (en
Inventor
賢二 土田
陽二 渡辺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2148474A priority Critical patent/JP2799042B2/en
Priority to US07/712,106 priority patent/US5289413A/en
Priority to DE4118804A priority patent/DE4118804C2/en
Priority to KR1019910009456A priority patent/KR950009231B1/en
Publication of JPH0442490A publication Critical patent/JPH0442490A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2799042B2 publication Critical patent/JP2799042B2/en
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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  • Static Random-Access Memory (AREA)
  • Dram (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、ニブル・モードの応用により高速のシリア
ルアクセスを可能とした半導体記憶装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Purpose of the Invention] (Industrial application field) The present invention relates to a semiconductor memory device capable of high-speed serial access by applying a nibble mode.

(従来の技術) MOS型半導体メモリのうち、1トランジスタ/1キャパ
シタからなるダイナミックRAM(DRAM)は最も高集積化
が進んでいる。最近のDRAMには通常のアクセスモードの
ほかに、ページ・モード,ニブル・モード,スタティッ
ク・カラム・モードといった高速アスセスモードが搭載
されている。一方で、1行分のデータを高速かつシリア
ルにアクセスできるシリアル・アクセスも、画像処理の
分野或いはキャッシュメモリを用いたコンピュータ・シ
ステム分野からの要求が強い。
(Prior Art) Among MOS semiconductor memories, a dynamic RAM (DRAM) having one transistor and one capacitor has been most highly integrated. Recent DRAMs are equipped with a high-speed access mode such as a page mode, a nibble mode, and a static column mode, in addition to a normal access mode. On the other hand, there is also a strong demand from the field of image processing or the field of computer systems using a cache memory for serial access that can access one row of data at high speed and serially.

従来のページモードは、選択された1行分のデータに
関してランダムにかつ高速にアクセスできるモードであ
る。このページ・モードを用いて、外部からシリアルに
アドレスを与えることによって、1行文のデータを高速
にかつシリアルにアクセスする,シリアル・アクセスが
できる。しかしこのページ・モードを利用したシリアル
・アクセスでは、カラム・アドレスを▲▼のトグ
ルに対応して毎回外部から取り込む必要があるため、速
度的には限界がある。
The conventional page mode is a mode in which a selected row of data can be accessed randomly and at high speed. By using this page mode and serially giving an address from the outside, serial access can be performed in which one line of data is accessed serially at high speed. However, in serial access using this page mode, the column address must be fetched from the outside each time in response to the toggle of ▲ ▼, so there is a limit in speed.

一方、通常のDRAMに搭載されているモードにニブル・
モードがある。第7図および第8図にそれぞれ、ニブル
・モードでのリード・サイクルおよびライト・サイクル
のタイミング・チャートを示す。このニブル・モード
は、▲▼のトグルのみによってカラム方向の連続
したビットの高速アクセスを行う点で前述のページ・モ
ードと類似する。ただし、ニブル・モードでは、▲
▼の第2サイクル以降についてはカラム・アドレスの
取り込みを必要としない。この点でニブル・モードは一
般にページ・モードよりも高速であり、これが大きい利
点になっている。
On the other hand, nibble and
There is a mode. FIGS. 7 and 8 show timing charts of the read cycle and the write cycle in the nibble mode, respectively. The nibble mode is similar to the page mode described above in that high-speed access of consecutive bits in the column direction is performed only by the toggle of ▼. However, in nibble mode, ▲
From the second cycle onward, the fetch of the column address is not required. In this regard, nibble mode is generally faster than page mode, which is a major advantage.

しかしニブル・モードは、アクセスできるビット数に
限界があるのが最大の難点であり、シリアルアーアクセ
スには応用できない。アクセスできるビット数に限界が
ある理由は、次のような事情による。ニブル・モード
は、複数個のデータを一括して▲▼の第1サイク
ルにおいてデータラッチ・レジスタに送り、ここから▲
▼のトグルにより順次出力ポートにデータを転送
する事によって高速アクセスを実現している。したがっ
て、データラッチ用のレジスタの数がアクセルできるビ
ット数の限界になっているのである。レジスタの数と1
行分のデータ数が同じであれば、1行分のデータを高速
かつシリアルにアクセスできることになるが、主として
チップ面積の制約から、現在では4ビット・ニブルが一
般的になっている。
However, the nibble mode has the greatest difficulty in that the number of bits that can be accessed is limited, and cannot be applied to serial access. The number of bits that can be accessed is limited for the following reasons. In the nibble mode, a plurality of data are collectively sent to the data latch register in the first cycle of ▲, and from there, ▲
High-speed access is realized by sequentially transferring data to the output port by the toggle of ▼. Therefore, the number of data latch registers is limited to the number of bits that can be accessed. Number of registers and 1
If the number of rows of data is the same, one row of data can be accessed serially at high speed, but 4-bit nibbles are now common, mainly due to chip area constraints.

次に、ニブル・モードをシリアル・アクセス・モード
に応用した場合の問題を具体的に第9図を用いて説明す
る。第9図は、ニブル・モードを利用してシリアル・ア
クセスを行った場合のリード時のタイミング図である。
図中CSLi(i=0,1,…)は、カラム・アドレスにより決
定されて立ち上げられるカラム選択線を表し、QSEは入
出力データ線に接続される中間バッファであるデータラ
ッチ・レジスタのセンス信号を表している。ニブル・モ
ードでは1本のカラム選択線の選択によって複数のデー
タがデータ・ラッチ・レジスタに転送され、ここでセン
ス動作が行われる。そのビット長はニブル・モードでの
アクセス可能なビット線対数と同じである。図の場合、
1本のカラム選択線CSLにより4ビットのデータが転送
されることを示している。このため、オンチップにカラ
ム・アドレス・カウンタを内蔵し、内部アドレスを順に
増加させてシリアル・アクセスを実現したとすると、第
9図に示すように、4n+1(n=1,2,…)の▲▼
のサイクルにおいてカラム選択線を切替え、かつでデー
タラッチ・レジスタにてセンス信号QSEを活性化する必
要がある。したがって、4n+1回目のサイクルでのアク
セス・タイムは、図に示すように他のサイクルに比べて
間延びしたものとなる。一般にこの間延びしたアクセス
・タイムは他のサイクルのそれの2倍程度がある。これ
は、間断のない高速シリアル・アクセスを実現しようと
する際の大きい障害となる。
Next, the problem when the nibble mode is applied to the serial access mode will be specifically described with reference to FIG. FIG. 9 is a timing chart at the time of reading when serial access is performed using the nibble mode.
In the figure, CSLi (i = 0, 1,...) Represents a column selection line which is determined and activated by a column address, and QSE is a sense of a data latch register which is an intermediate buffer connected to an input / output data line. Represents a signal. In the nibble mode, a plurality of data are transferred to a data latch register by selecting one column selection line, and a sensing operation is performed here. The bit length is the same as the number of bit line pairs accessible in the nibble mode. In the case of the figure,
This indicates that 4-bit data is transferred by one column selection line CSL. Therefore, assuming that a column address counter is built in the on-chip and serial access is realized by sequentially increasing the internal address, as shown in FIG. 9, 4n + 1 (n = 1, 2,...) ▲ ▼
It is necessary to switch the column selection line in the cycle and to activate the sense signal QSE in the data latch register. Therefore, the access time in the (4n + 1) th cycle is longer than that in the other cycles as shown in FIG. Generally, the extended access time is about twice that of other cycles. This is a major obstacle in achieving uninterrupted high-speed serial access.

(発明が解決しようとする課題) 以上のように従来のDRAMにおいて、1行分のデータを
高速にシリアル・アクセスするシリアル・アクセス・モ
ードをニブル・モードの応用により実現しようとする
と、カラム・アドレスの切替え時に無駄が生じ、間断な
い高速のシリアル・アクセスができないという問題があ
った。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, in the conventional DRAM, if the serial access mode for serially accessing one row of data at a high speed is to be realized by the application of the nibble mode, the column address is increased. There is a problem that a waste occurs at the time of switching between the devices and that continuous high-speed serial access cannot be performed.

本発明はこの様な問題を解決して、高速のシリアル・
アクセスを可能とした半導体記憶装置を提供することを
目的とする。
The present invention solves such a problem and provides a high-speed serial
It is an object of the present invention to provide a semiconductor memory device that enables access.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明に係る半導体記憶装置は、 複数のメモリセルが配列されたメモリセルアレイと、 外部からのアドレスを取り込むアドレスバッファと、 このアドレスバッファにより取込まれたロウ・アドレ
スにより前記メモリセルアレイの行選択を行うロウ・デ
コーダと、 前記アドレスバッファにより取込まれたカラム・アド
レスに基づいて前記カラム・アドレスに対応する第1の
カラム選択線と、前記カラム・アドレスの次のカラム・
アドレスに対応する第2のカラム選択線を選択し、選択
したカラム選択線を立ち上げることにより、前記第2の
カラム選択線をカラム・アドレスの次のカラム・アドレ
スの到来前に先行して立ち上げるカラム・デコーダと、 これらのロウ・デコーダおよびカラム・デコーダによ
り選択されたメモリセルとデータのやり取りを行うセン
スアンプと、 を備えたことを特徴とする。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) A semiconductor memory device according to the present invention comprises: a memory cell array in which a plurality of memory cells are arranged; an address buffer for receiving an external address; A row decoder for selecting a row of the memory cell array according to the input row address; a first column selection line corresponding to the column address based on a column address fetched by the address buffer; The column next to the column address
By selecting the second column selection line corresponding to the address and raising the selected column selection line, the second column selection line is activated before the arrival of the next column address of the column address. And a sense amplifier for exchanging data with a memory cell selected by the row decoder and the column decoder.

(作 用) 本発明によれば、カラム・アドレスにより決定されて
あるカラム選択線が立ち上がる際に、次のカラム・アド
レスにより選択されるべきカラム選択線がそのカラム・
アドレスの到来前に先行して立ち上げられる。換言すれ
ば、本発明においては、カラム・デコーダがルック・ア
ヘッド(Look Ahead)機能を有する。そして先行して選
択されたカラム選択線によって、次のアドレスにより選
択されるべきデータが、そのアドレスの到来前に既にデ
ータ・レジスタに転送される。これにより到来のような
カラム・アドレス切替え時の時間的ロスがなくなり、間
断のない高速のシリアル・アクセスが実現できる。
(Operation) According to the present invention, when a column selection line determined by a column address rises, the column selection line to be selected by the next column address is changed to the column selection line.
It is started up before the arrival of the address. In other words, in the present invention, the column decoder has a look ahead function. Then, the data to be selected by the next address is already transferred to the data register by the previously selected column selection line before the arrival of the address. This eliminates the time loss at the time of column address switching as in the case of arrival, and realizes uninterrupted high-speed serial access.

(実施例) 以下、本発明の実施例を説明する。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described.

第1図は、一実施例のVRAMにおけるカラム・デコーダ
の構成を示す。第2図はそのDRAMの全体構成を示すブロ
ック図であり、第3図はそのメモリセルアレイからデー
タ出力部までの具体的構成を示す図である。
FIG. 1 shows a configuration of a column decoder in a VRAM of one embodiment. FIG. 2 is a block diagram showing the entire configuration of the DRAM, and FIG. 3 is a diagram showing a specific configuration from the memory cell array to the data output unit.

第2図に示すようにこの実施例のDRAMは、外部アドレ
スを取り込むロウ・アドレス・バッファ1,カラム・アド
レス・バッファ2、これらのアドレス・バッファ1,2を
駆動するクロック・ジェネレータ3,4、取り込まれたア
ドレスをデコードするカラム・デコーダ5,ロウ・デコー
ダ6、これらのデコーダ出力により駆動される1トラン
ジスタ/1キャパシタのダイナミック型メモリセルが配列
されたメモリセルアレイ7、メモリセルアレイ7とデー
タのやり取りを行うセンスアンプおよび入出力(I/O)
ゲート8、入出力データをラッチする入力バッファ9,出
力バッファ10、基板バイアス発生回路11、メモリセルア
レイのセルフ・リフレッシュのためのリフレッシュ・カ
ウンタ12を有する。これら主要な構成は従来のDRAMと変
わらない。この実施例ではこれらのほか、カラム方向の
シリアル・アドレスを発生させるシリアル・アドレス・
カウンタ13を内蔵している。このシリアル・アドレス・
カウンタ13は、▲▼のトグルに対応してカウント
・アップされるように構成されており、その出力がカラ
ム・アドレス・バッファ2に入力されるようになってい
る。シリアル・アドレス・カウンタ13の出力はカラム・
アドレス・バッファ2の入力部ではなく出力部、すなわ
ちカラム・デコーダ5の入力部に直接入力されてもよ
い。
As shown in FIG. 2, the DRAM of this embodiment comprises a row address buffer 1, a column address buffer 2 for taking in an external address, clock generators 3 and 4 for driving these address buffers 1 and 2, A column decoder 5 and a row decoder 6 for decoding the fetched address, a memory cell array 7 in which a 1-transistor / 1-capacitor dynamic memory cell driven by these decoder outputs is arranged, and data exchange with the memory cell array 7 is performed. Amplifier and input / output (I / O)
It has a gate 8, an input buffer 9 for latching input / output data, an output buffer 10, a substrate bias generation circuit 11, and a refresh counter 12 for self-refreshing the memory cell array. These main components are not different from the conventional DRAM. In this embodiment, in addition to these, a serial address which generates a serial address in the column direction is used.
The counter 13 is built in. This serial address
The counter 13 is configured to count up in response to the toggle of ▲, and its output is input to the column address buffer 2. The output of serial address counter 13 is
The data may be directly input to the output unit, that is, the input unit of the column decoder 5 instead of the input unit of the address buffer 2.

メモリセルアレイ7は良く知られているように、複数
本のワード線とビット線対が交差して配設され、それら
の交差位置にメモリセルが配置される。第3図では、そ
の様なメモリセルアレイ7の1本のワード線WLとこれに
沿って配置されたメモリセルMC、およびこれらのメモリ
セルMCとデータのやり取りを行う複数のビット線対BL,
▲▼を示している。またこの実施例では、第3図に
示すように、DQ0,▲▼〜DQ3,▲▼の4対の
I/Oデータ線21が配設されている。I/Oデータ線21には、
第1図での出力バッファ10に対応するものとして、各I/
Oデータ線21に対応して設けられたデータラッチ・レジ
スタ22(221〜224)、これらデータラッチ・レジスタ22
の出力を順次選択するマルチプレクサ23、および外部出
力端子に繋がるデータ出力バッファ24を有する。カラム
・デコーダ5により選択されるカラム選択線CSLは、そ
れぞれ2本に分岐され、これらにより隣接する2対のビ
ット線に対応するI/Oゲート8が同時に駆動されるよう
になっている。つまり、1本のカラム選択線CSLn−1に
よって選択された二つのビット線対がそれぞれ、第1お
よび第2のI/Oデータ線対DQ0,▲▼およびDQ1,▲
▼に接続され、次のカラム選択線CSLnによって選
択された次の二つのビット線対がそれぞれ、第3および
第4のI/Oデータ線対DQ2,▲▼およびDQ3,▲
▼に接続されるようになっている。
As is well known, the memory cell array 7 includes a plurality of word lines and bit line pairs intersecting each other, and a memory cell is arranged at the intersection. In FIG. 3, one word line WL of such a memory cell array 7 and a memory cell MC arranged along the word line WL, and a plurality of bit line pairs BL and BL for exchanging data with these memory cells MC are shown.
▲ ▼ is shown. Further, in this embodiment, as shown in FIG. 3, four pairs of DQ0, ▲ ▼ to DQ3, ▲ ▼
An I / O data line 21 is provided. I / O data line 21
Each I / O corresponds to the output buffer 10 in FIG.
Data latch registers 22 (221 to 224) provided corresponding to the O data lines 21;
And a data output buffer 24 connected to an external output terminal. Each of the column selection lines CSL selected by the column decoder 5 is branched into two, and the I / O gates 8 corresponding to two pairs of adjacent bit lines are simultaneously driven. That is, the two bit line pairs selected by one column selection line CSLn-1 are the first and second I / O data line pairs DQ0, ▲ ▼ and DQ1, ▲, respectively.
And the next two bit line pairs selected by the next column selection line CSLn are the third and fourth I / O data line pairs DQ2, ▲ ▼ and DQ3, ▲, respectively.
▼ is to be connected.

カラム・デコーダ5は、自サイクルのアドレスにより
決定されるカラム選択線のみならず、1つ先のアドレス
により選択されるカラム選択線をも同時に選択するルッ
ク・アヘッド機能を有する。第1図はその様なカラム・
デコーダ5の構成例である。このカラム・デーコーダ5
は、通常のデコーダにおけると同様のカラム・アドレス
をデコードする複数のNANDゲートG1(G11,G12,G13,…)
からなるアドレス・デコード部51の他に、このアドレス
・デコード部41の出力部に設けられた複数の2入力NAND
ゲートG2(G21,G22,G23,…)からなるカラム選択線駆動
部52を有する。カラム選択線駆動部51の各NANDゲートG2
は、二つの入力端子の一方にアドレス・デコード部51の
それぞれ対応するNANDゲートG1の出力端子が接続され、
他方の入力端子には一つ前のカラム・アドレスに対応す
るアドレス・デコード部51の出力端子が分岐接続され
る。第1図は太線で示す信号線LAが所謂ルック・アヘッ
ド信号線である。
The column decoder 5 has a look-ahead function of simultaneously selecting not only the column selection line determined by the address of the own cycle but also the column selection line selected by the next address. Figure 1 shows such a column.
3 is a configuration example of a decoder 5. This column decoder 5
Is a plurality of NAND gates G1 (G11, G12, G13,...) For decoding the same column address as in a normal decoder.
, A plurality of two-input NAND circuits provided at the output unit of the address decoding unit 41.
There is a column selection line driving section 52 composed of gates G2 (G21, G22, G23,...). Each NAND gate G2 of the column selection line drive unit 51
Is connected to the output terminal of the NAND gate G1 corresponding to each of the address decoding unit 51 to one of the two input terminals,
An output terminal of the address decoding unit 51 corresponding to the immediately preceding column address is branched and connected to the other input terminal. In FIG. 1, a signal line LA indicated by a thick line is a so-called look-ahead signal line.

このように構成されたDRAMによるシリアル・アクセス
の動作を次に説明する。
Next, the operation of serial access by the DRAM configured as described above will be described.

DRAM全体の動作に先立って、第1図のカラム・デコー
ダ5の動作を説明すると、次の通りである。アドレス・
デコード部51では、入力されたカラム・アドレスにした
がって、一本のカラム選択線を選択すべく、いずれか一
つのNANDゲートの出力端子が“L"レベルになる。いま例
えば、NANDゲートG11の出力端子が“L"レベルになった
とする。そうするとこの出力の“L"レベルは、カラム選
択線駆動部52の対応するNANDゲートG21の一つの入力端
子に入ると同時に、ルック・アヘッド信号線LAを通して
次のNANDゲートG22の一つの入力端子に入る。これによ
り、二つのNANDゲートG21,G22の出力端子が“H"レベル
になり、入力されたカラム・アドレスに対応するカラム
選択線CSLn−1と同時に、次のカラム・アドレスに対応
するカラム選択線CSLnが選択されることになる。次のカ
ラム・アドレスが入力すると、アドレス・デコーダ部51
ではNANDゲートG11の出力が“H"レベルに戻り、次のNAN
DゲートG12の出力端子が“L"レベルになる。これによ
り、カラム選択線駆動部52ではNANDゲートG21の出力す
なわちカラム選択線CSLn−1が“L"レベルに戻る。この
とき、選択アドレスに対応するNANDゲートG22では、一
方の入力が“H"レベルに戻って他方の入力が“L"レベル
になるから、結局その出力すなわちカラム選択線CSLnは
“H"レベルのまま保たれる。またこのとき、ルック・ア
ヘッド信号線LAを通して次のNANDゲートG23の一つの入
力端子が“L"レベルになるから、これにより、次のカラ
ム・アドレスで選択されるべきカラム選択線CSLn+1が
“H"レベルになる。以下同様にして、カラム選択線は自
身のカラム・アドレスが到来する前に先行して立ち上げ
られて、常に2本のカラム選択線が“H"レベルになると
いう選択が順次行われる。
Prior to the operation of the entire DRAM, the operation of the column decoder 5 in FIG. 1 will be described as follows. address·
In the decoding unit 51, the output terminal of one of the NAND gates becomes “L” level in order to select one column selection line according to the input column address. Now, for example, it is assumed that the output terminal of the NAND gate G11 has become “L” level. Then, the “L” level of this output is input to one input terminal of the corresponding NAND gate G21 of the column selection line driving unit 52, and at the same time, is input to one input terminal of the next NAND gate G22 through the look ahead signal line LA. enter. As a result, the output terminals of the two NAND gates G21 and G22 become "H" level, and the column selection line CSLn-1 corresponding to the input column address and the column selection line corresponding to the next column address simultaneously. CSLn will be selected. When the next column address is input, the address decoder 51
Then, the output of the NAND gate G11 returns to “H” level, and the next NAN
The output terminal of the D gate G12 becomes “L” level. As a result, in the column selection line driving section 52, the output of the NAND gate G21, that is, the column selection line CSLn-1 returns to "L" level. At this time, in the NAND gate G22 corresponding to the selected address, one input returns to the “H” level and the other input goes to the “L” level, so that its output, that is, the column selection line CSLn is at the “H” level. Will be kept. Also, at this time, one input terminal of the next NAND gate G23 becomes “L” level through the look ahead signal line LA, whereby the column selection line CSLn + 1 to be selected by the next column address becomes “H”. "Become a level. In the same manner, the column selection lines are started in advance before their own column addresses arrive, and the selection that the two column selection lines always go to the “H” level is sequentially performed.

第4図は、この実施例のDRAMによるシリアル・アクセ
ス・モードのリード・サイクルの動作タイミング図であ
る。ロウ・アドレス・ストローブ信号▲▼が“L"
レベルになり、アクティブサイクルに入って、ロウ・ア
ドレウの取り込みが行われる。カラム・アドレス・スト
ローブ信号▲▼の第1サイクル(▲▼のト
グルの1番目)では、カラム・アドレスにより決定され
たカラム選択線CSL0とそのアドレスより一つ先のカラム
・アドレスにより決定されるカラム選択線CSL1の2本が
同時に立ち上がる。これにより、4ビットのデータが読
み出されてI/Oデータ線21を介して、データラッチ・レ
ジスタ22に転送される。そしてセンス活性化信号QSEの
立ち上がりA1により、転送された4ビットのデータはラ
ッチされる。この4ビットのデータは以後、▲▼
のトグルによって順次マルチプレクサ23を介して出力端
子に転送されて外部に出力される。▲▼の第2サ
イクルの終了に伴い、シリアル・アドレス・カウンタ13
によってカラム・アドレスがインクリメントされる。こ
のとき内部カラム・アドレスはカラム選択線CSL1を選択
する状態になっている筈であるが、チップ内部において
は先に説明したカラム・デコーダ5のルック・アペッド
機能により、すでにカラム選択線CSL1は選択されて“H"
レベルになっている。そして次のカラム選択線CSL2が選
択されると同時に最初のカラム選択線CSL0は非選択にな
る。これにより、新たに2ビットのデータがI/O線21に
読み出されてデータラッチ・レジスタ22に転送される。
このデータは、第2回目のセンス活性化信号QSEの立ち
上がりA2でセンス・ラッチされる。
FIG. 4 is an operation timing chart of a read cycle in the serial access mode by the DRAM of this embodiment. Row address strobe signal ▲ ▼ is “L”
Level, and enters an active cycle to take in row address. In the first cycle of the column address strobe signal ▼ (the first toggle in ▼), the column selection line CSL0 determined by the column address and the column determined by the column address one bit ahead of that address. Two selection lines CSL1 rise at the same time. As a result, 4-bit data is read out and transferred to the data latch register 22 via the I / O data line 21. Then, at the rising edge A1 of the sense activation signal QSE, the transferred 4-bit data is latched. This 4-bit data is referred to as ▲ ▼
Are sequentially transferred to the output terminal via the multiplexer 23 and output to the outside. At the end of the second cycle of ▲ ▼, the serial address counter 13
Increments the column address. At this time, the internal column address should be in a state of selecting the column selection line CSL1, but inside the chip, the column selection line CSL1 has already been selected by the look-up function of the column decoder 5 described above. Been “H”
Level. Then, at the same time that the next column selection line CSL2 is selected, the first column selection line CSL0 is not selected. As a result, new 2-bit data is read out to the I / O line 21 and transferred to the data latch register 22.
This data is sensed and latched at the second rising edge A2 of the sense activation signal QSE.

以下同様にして、内部カラム・アドレスのインクリメ
ントに従って、▲▼の2サイクルおきにカラム選
択線が新たに選択され、常に2本のカラム選択線が選択
されている状態で、ニブル・モードを応用したシリアル
・アクセス・モードのデータ読出しが行われる。そして
この実施例によれば、従来のようなカラム・アドレスの
切り替え時の間延びしたアクセスがなくなり、間断のな
いシリアル・アクセスが可能になる。なおカラム選択線
は先行して選択されているが、自身のサイクルが終了す
るまでは選択された状態を保つ。従って、詳細な説明は
省くが、リード・ライト・サイクル・モードでも同様に
この方式を用いることができる。
Similarly, the nibble mode is applied in a state where a column selection line is newly selected every two cycles of ▲ ▼ according to the increment of the internal column address and two column selection lines are always selected. Data reading in the serial access mode is performed. According to this embodiment, there is no longer an extended access during column address switching as in the prior art, and continuous serial access is possible. Note that the column selection line has been selected in advance, but remains selected until the end of its own cycle. Therefore, although detailed description is omitted, this method can be similarly used in the read / write cycle mode.

ところで、画像専用メモリでは、ポインタ機能を持つ
ものが開発されている。ポインタ機能とは、カラム・ア
ドレスに対して任意のアドレスからのシリアル・アクセ
スを可能とするいわば頭出し機能である。この様な機能
は、例えば画像メモリにおいて水平方向のトッド・スク
ロール等を容易にする上で極めて有用なものである。従
ってこの機能をシリアル・アクセス・モードが可能な汎
用DRAMに搭載することにより、高付加価値を持ったDRAM
を得る事ができる。
By the way, an image-only memory having a pointer function has been developed. The pointer function is a so-called cueing function that enables serial access from an arbitrary address to a column address. Such a function is extremely useful in facilitating horizontal todd scrolling in an image memory, for example. Therefore, by adding this function to a general-purpose DRAM capable of serial access mode, high value-added DRAM
Can be obtained.

第5図は、そのようなポインタ機能を付加した実施例
のDRAMのカラム・デコーダの構成を、第1図と対応させ
て示す。第1図と異なる点は、カラム選択線CSL2nのた
めのアドレス・デコード部の出力線(▲▼)
を、カラム選択線CSL0のためのルック・アヘッド信号線
LAとして用いていることである。
FIG. 5 shows the configuration of the column decoder of the DRAM according to the embodiment to which such a pointer function is added, corresponding to FIG. The difference from FIG. 1 is that the output line of the address decode unit for the column selection line CSL2n (()
, Look-ahead signal line for column select line CSL0
It is used as LA.

これにより、第5図に矢印で示したように、カラム選
択線CSL2nの次にはカラム選択線CSL0が選択されること
になり、結果的にポインタ機能が得られる。
As a result, as shown by the arrow in FIG. 5, the column selection line CSL0 is selected after the column selection line CSL2n, and as a result, the pointer function is obtained.

第5図の構成においては、カラム選択線の選択が図面
の上部から下部へ順番に移動する。このため、最上部の
カラム選択線CSL0のためのルック・アヘッド信号線が他
のルック・アヘッド信号線に比べて極端に長いものとな
る。これは、配線遅延によりカラム選択線CSL0のルック
・アヘッド動作が極端に遅れる原因となる。そしてこの
ことは、動作マージンの低下をもたらす可能性がある。
In the configuration of FIG. 5, the selection of the column selection line moves sequentially from the top to the bottom of the drawing. Therefore, the look ahead signal line for the uppermost column selection line CSL0 is extremely longer than the other look ahead signal lines. This causes the look-ahead operation of the column selection line CSL0 to be extremely delayed due to wiring delay. This may lead to a reduction in the operating margin.

第6図はこの様な問題を考慮して第5図の構成を変形
した実施例のカラム・デコーダである。この実施例で
は、図に矢印で示したようにカラム選択線のアクセスの
物理的順番を変更している。すなわち、ルック・アヘッ
ド信号線として、下向きのものLA1と上向きのものLA2を
用意し、これが互い違いに配置されるようにする。つま
りカラム選択線は、図の上から、CSL0,CSL2n,CSL1,CSL2
n−1,CSL2,…という配列になる。言い換えれば、物理的
最下位アドレスから1ビットインクリメントされること
に対応するカラム選択線と最上位アドレスから1ビット
デクリメントされることに対応するカラム選択線が交互
にかつ一列に配置された形態とする。
FIG. 6 shows a column decoder of an embodiment in which the configuration of FIG. 5 is modified in consideration of such a problem. In this embodiment, the physical order of access of the column selection lines is changed as indicated by the arrow in the figure. That is, as the look ahead signal line, a downward LA1 and an upward LA2 are prepared, and these are arranged alternately. In other words, the column selection lines are CSL0, CSL2n, CSL1, CSL2
An array of n−1, CSL2,... In other words, the column selection line corresponding to the one-bit increment from the physical lowest address and the column selection line corresponding to the one-bit decrement from the highest address are alternately and arranged in a line. .

このように構成すれば、すべてのルック・アヘッド信
号線の長さは等しくなり、上述した配線遅延に起因する
動作マージンの低下をなくすことができる。
With such a configuration, the lengths of all the look-ahead signal lines are equal, and it is possible to prevent a decrease in the operation margin due to the above-described wiring delay.

本発明は上記実施例に限られない。例えば実施例で
は、カラム・デコーダを最も簡単なNANDゲート構成とし
たが、例えばNORゲートを用いても同様の機能を持つカ
ラム・デコーダを構成することができる。また実施例で
は、汎用DRAMについて説明したが、ダイナミック型メモ
リセルを用いた画像専用メモリはもちろん、シリアル・
アクセス・モードを持つスタティックRAMにも同様に本
発明を適用することができる。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the embodiment, the column decoder has the simplest NAND gate configuration. However, for example, a column decoder having a similar function can be configured by using a NOR gate. In the embodiment, the general-purpose DRAM has been described, but not only an image-only memory using dynamic memory cells but also a serial
The present invention can be similarly applied to a static RAM having an access mode.

[発明の効果] 以上述べたように本発明によれば、ルック・アヘッド
方式を採用したカラム・デコーダを用いて、従来のニブ
ル・モードで間断のない高速のシリアル・アクセスを可
能とした半導体記憶装置を実現することができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, a semiconductor memory that enables continuous high-speed serial access in a conventional nibble mode using a column decoder adopting a look-ahead method. The device can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の一実施例のDRAMにおけるカラム・デコ
ーダの構成を示す図、 第2図はそのDRAMの全体構成を示すブロック図、 第3図は同じくそのDRAMのデータ入出力部の構成を示す
図、 第4図は同じくそのDRAMの動作を説明するためのタイミ
ング図、 第5図は他の実施例のカラム・デコーダの構成を示す
図、 第6図はさらに他の実施例のカラム・デコーダの構成を
示す図、 第7図は従来のDRAMのニブル・モードでのリード・サイ
クルの動作タイミング図、 第8図は同じくライト・サイクルの動作タイミング図、 第9図は従来のニブル・モード応用のシリアル・アクセ
ス動作の問題を説明するためのタイミング図である。 1……ロウ・アドレス・バッファ、2……カラム・アド
レス・バッファ、3……▲▼系クロック・ジェネ
レータ、4……▲▼系クロック・ジェネレータ、
5……カラム・デコーダ、6……ロウ・デコーダ、7…
…メモリセルアレイ、8……センスアンプおよびI/Oゲ
ート、9……入力バッファ、10……出力バッファ、11…
…基板バイアス回路、12……リフレッシュ・カウンタ、
13……シリアル・カウンタ、51……アドレス・デコード
部、52……カラム選択線駆動部、21……I/Oデータ線、2
2……データラッチ・レジスタ、23……マルチプレク
サ、34……データ出力バッファ。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a column decoder in a DRAM according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing an entire configuration of the DRAM, and FIG. 3 is a configuration of a data input / output unit of the DRAM. FIG. 4 is a timing chart for explaining the operation of the DRAM, FIG. 5 is a diagram showing the configuration of a column decoder of another embodiment, and FIG. 6 is a column of still another embodiment. FIG. 7 is a diagram showing the structure of a decoder, FIG. 7 is an operation timing diagram of a read cycle in a conventional DRAM nibble mode, FIG. 8 is an operation timing diagram of a write cycle in the same manner, and FIG. FIG. 9 is a timing chart for explaining a problem of a serial access operation applied to a mode. 1... Row address buffer, 2... Column address buffer, 3... ▲ ▼ system clock generator, 4.
5 ... column decoder, 6 ... row decoder, 7 ...
... memory cell array, 8 ... sense amplifier and I / O gate, 9 ... input buffer, 10 ... output buffer, 11 ...
... Substrate bias circuit, 12 ... Refresh counter,
13: Serial counter, 51: Address decode unit, 52: Column select line drive unit, 21: I / O data line, 2
2 Data latch register, 23 Multiplexer, 34 Data output buffer.

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G11C 11/407Continuation of front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G11C 11/407

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】複数のメモリセルが配列されたメモリセル
アレイと、 外部からのアドレスを取り込むアドレスバッファと、 このアドレスバッファにより取込まれたロウ・アドレス
により前記メモリセルアレイの行選択を行うロウ・デコ
ーダと、 前記アドレスバッファにより取込まれたカラム・アドレ
スに基づいて前記カラム・アドレスに対応する第1のカ
ラム選択線と、前記カラム・アドレスの次のカラム・ア
ドレスに対応する第2のカラム選択線を選択し、選択し
たカラム選択線を立ち上げることにより、前記第2のカ
ラム選択線を前記カラム・アドレスの次のカラム・アド
レスの到来前に先行して立ち上げるカラム・デコーダ
と、 これらのロウ・デコーダおよびカラム・デコーダにより
選択されたメモリセルとデータのやり取りを行うセンス
アンプと、 を備えたことを特徴とする半導体記憶装置。
A memory cell array in which a plurality of memory cells are arranged; an address buffer for receiving an external address; and a row decoder for selecting a row of the memory cell array based on a row address fetched by the address buffer. A first column selection line corresponding to the column address based on the column address fetched by the address buffer, and a second column selection line corresponding to a column address next to the column address And by raising the selected column selection line, the column decoder which raises the second column selection line before the arrival of the next column address of the column address, and A cell for exchanging data with the memory cell selected by the decoder and the column decoder A semiconductor memory device comprising: a sense amplifier.
【請求項2】互いに交差して配設された複数本ずつのワ
ード線とビット線対、およびこれらの各交差位置に配置
されたダイナミック型メモリセルを有するメモリセルア
レイと、 前記各ビット線対にそれぞれ設けられた複数のセンスア
ンプおよび入出力ゲートと、 これらのセンスアンプおよび入出力ゲートを介して前記
ビット線対と選択的に接続される複数対の入出力データ
線と、 これらの入出力データ線にそれぞれ設けられた複数個の
データラッチ・レジスタと、 外部からのアドレスを取り込むアドレスバッファと、 このアドレスバッファにより取込まれたロウ・アドレス
により前記メモリセルアレイの行選択を行うロウ・デコ
ーダと、 前記アドレスバッファにより取込まれたカラム・アドレ
スに基づいて前記カラム・アドレスに対応する第1のカ
ラム選択線と、前記カラム・アドレスの次のカラム・ア
ドレスに対応する第2のカラム選択線を選択し、選択し
たカラム選択線を立ち上げることにより、前記第2のカ
ラム選択線を前記カラム・アドレスの次のカラム・アド
レスの到来前に先行して立ち上げるカラム・デコーダ
と、 を備えたことを特徴とする半導体記憶装置。
2. A memory cell array having a plurality of pairs of word lines and bit lines arranged crossing each other, and a dynamic memory cell disposed at each crossing position thereof, and A plurality of sense amplifiers and input / output gates respectively provided; a plurality of pairs of input / output data lines selectively connected to the bit line pair via the sense amplifiers and the input / output gates; A plurality of data latch registers provided for each of the lines, an address buffer for taking in an external address, a row decoder for selecting a row of the memory cell array based on a row address taken in by the address buffer, A column address corresponding to the column address is taken based on the column address fetched by the address buffer. By selecting a first column selection line and a second column selection line corresponding to a column address next to the column address, and raising the selected column selection line, the second column selection line is set. A column decoder that starts up before the arrival of the next column address of the column address.
【請求項3】互いに交差して配設された複数本ずつのワ
ード線とビット線対、およびこれらの各交差位置に配置
されたダイナミック型メモリセルを有するメモリセルア
レイと、 前記各ビット線対にそれぞれ設けられた複数のセンスア
ンプおよび入出力ゲートと、 これらのセンスアンプおよび入出力ゲートを介して前記
ビット線対と選択的に接続される複数対の入出力データ
線と、 これらの入出力データ線にそれぞれ設けられた複数個の
データラッチ・レジスタと、 外部からのアドレスを取り込むアドレスバッファと、カ
ラム・アドレス・ストローブ信号によりカウントアップ
されてシリアルアクセスを行うための内部カラム・アド
レスを順次発生するアドレス・カウンタと、 前記アドレスバッファにより取込まれたロウ・アドレス
により前記メモリセルアレイの行選択を行うロウ・デコ
ーダと、 前記アドレスバッファにより取込まれたカラム・アドレ
スに基づいて前記カラム・アドレスに対応する第1のカ
ラム選択線と、前記カラム・アドレスの次のカラム・ア
ドレスに対応する第2のカラム選択線を選択し、選択し
たカラム選択線を立ち上げることにより、前記第2のカ
ラム選択線を前記カラム・アドレスの次のカラム・アド
レスの到来前に先行して立ち上げるカラム・デコーダ
と、 を備えたことを特徴とする半導体記憶装置。
3. A memory cell array having a plurality of pairs of word lines and bit lines arranged crossing each other, and a dynamic memory cell arranged at each crossing position between the word lines and bit lines. A plurality of sense amplifiers and input / output gates respectively provided; a plurality of pairs of input / output data lines selectively connected to the bit line pair via the sense amplifiers and the input / output gates; A plurality of data latch registers provided for each line, an address buffer for taking in an external address, and an internal column address which is counted up by a column address strobe signal and sequentially generates an internal column address for serial access The address counter and the row address captured by the address buffer A row decoder for selecting a row of the memory cell array, a first column selection line corresponding to the column address based on the column address fetched by the address buffer, and a column next to the column address Selecting a second column selection line corresponding to the address and raising the selected column selection line, thereby setting the second column selection line before the arrival of the next column address of the column address; And a column decoder that starts up.
【請求項4】前記カラム・デコーダは、 カラム・アドレスに対応して選択されるべきカラム選択
線にそれぞれ対応した出力端子を有するアドレス・デコ
ード部と、 このアドレス・デコーダ部の各出力端子が一方の入力端
子に接続され、他方の入力端子には対応するカラム・ア
ドレスより一つ前のカラム・アドレスに対応する前記ア
ドレス・デコード部の出力端子が分岐接続され、出力端
子にそれぞれカラム選択線が接続された複数の2入力NA
NDゲートからなるカラム選択線駆動部と、 を有することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか
に記載の半導体記憶装置。
4. The address decoder according to claim 1, wherein the column decoder has an output terminal corresponding to a column selection line to be selected corresponding to a column address, and one of the output terminals of the address decoder is connected to one of the output terminals. The other input terminal is connected to the output terminal of the address decoding unit corresponding to the column address immediately before the corresponding column address, and the output terminal is connected to a column selection line. Multiple connected 2-input NA
4. The semiconductor memory device according to claim 1, further comprising: a column selection line driving unit including an ND gate.
【請求項5】前記カラム選択線の配列は、物理的最下位
アドレスから1ビットインクリメントされることに対応
するカラム選択線と最上位アドレスから1ビットデクリ
メントされることに対応するカラム選択線とが交互にか
つ1列に配置された形態を有することを特徴とする請求
項4記載の半導体記憶装置。
5. An array of column select lines includes a column select line corresponding to one bit increment from a physical lowest address and a column select line corresponding to one bit decrement from a highest address. 5. The semiconductor memory device according to claim 4, wherein said semiconductor memory device has a form in which said memory cells are arranged alternately and in a line.
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