JP2575090B2 - Semiconductor storage device - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は、半導体記憶装置に関するもので、例え
ば、画像処理用のRAM(ランダム・アクセス・メモリ)
に利用して有効な技術に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory device, for example, a RAM (random access memory) for image processing.
It relates to technology that is effective to use.
文字及び図形をCRT(陰極線管)の画面上に表示させ
る画像処理用のRAMとして、例えば、日経マグロウヒル
社1985年2月11日付「日経エレクトロニクス」頁219〜
頁229に記載されたシリアルアクセスメモリが公知であ
る。このRAMは、アドレス信号を形成するカウンタ回路
を外部端子から供給される制御信号とタイミング信号で
動作させることにより、メモリアレイのワード線の選択
信号を形成するものである。また、メモリアレイのデー
タ線をスイッチ回路を介してデータレジスタにパラレル
に接続させ、このデータレジスタと外部端子との間でデ
ータをシリアルに授受させるようにするものである。こ
れにより、外部端子とのデータの授受は、シリアルに行
われるので、CRTのラスタスキャンタイミングに同期し
た画素データの取り出しが容易に行えるものとなる。上
記シフトレジスタは、ビットレートを高めるため、多ビ
ット出力構成になっている。しかしながら、表示画面が
小さなCRTにあっては、それほど高いビットレートを必
要としないことより1ビット出力構成の方が望ましい。As image processing RAM for displaying characters and graphics on the screen of a CRT (cathode ray tube), for example, Nikkei McGraw-Hill, February 11, 1985, Nikkei Electronics, pages 219-
The serial access memory described on page 229 is known. In this RAM, a counter circuit for forming an address signal is operated by a control signal and a timing signal supplied from external terminals, thereby forming a word line selection signal of a memory array. Further, the data lines of the memory array are connected in parallel to a data register via a switch circuit, and data is serially transmitted and received between the data register and an external terminal. As a result, data transmission / reception with the external terminal is performed serially, so that pixel data can be easily taken out in synchronization with the raster scan timing of the CRT. The shift register has a multi-bit output configuration in order to increase the bit rate. However, in the case of a CRT having a small display screen, a 1-bit output configuration is more preferable than a configuration in which a very high bit rate is not required.
この発明の目的は、所定の動作モード信号によって多
ビット出力機能と1ビット出力機能を選択的に切り換え
るようにした半導体記憶装置を提供することにある。An object of the present invention is to provide a semiconductor memory device in which a multi-bit output function and a 1-bit output function are selectively switched by a predetermined operation mode signal.
この発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴
は、この明細書の記述および添付図面から明らかになる
であろう。The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
本願において開示される実施例のうち代表的なものの
概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。すなわ
ち、複数のメモリアレイにおけるデータ線の信号がパラ
レルに転送される複数のシフトレジスタの出力信号をそ
れぞれ外部端子へパラレルに送出させる増幅回路及び上
記信号をシリアルに転送させて特定の増幅回路を通して
外部端子へシリアルに送出させるシフトレジスタとを設
けて、それらを所定の動作モード信号によって選択的に
動作させるものである。The outline of a representative embodiment among the embodiments disclosed in the present application will be briefly described as follows. That is, an amplifier circuit for transmitting output signals of a plurality of shift registers, in which signals of data lines in a plurality of memory arrays are transferred in parallel, to an external terminal, respectively, and transmitting the signals serially to a specific amplifier circuit for external transmission. And a shift register for serially transmitting to a terminal, and selectively operating them by a predetermined operation mode signal.
第1図には、この発明の一実施例のブロック図が示さ
れている。同図の各回路ブロックは、公知の半導体集積
回路の製造技術によって、特に制限されないが、単結晶
シリコンのような1個の半導体基板上において形成され
る。FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention. Each circuit block in the figure is formed on a single semiconductor substrate such as single crystal silicon, although not particularly limited by a known semiconductor integrated circuit manufacturing technique.
この実施例の半導体記憶装置は、×4ビット構成のダ
イナミック型RAMを基本構成として、以下に説明するよ
うに画像処理動作を高速に行うための内部回路が付加さ
れる。特に制限されないが、同図におけるメモリ部RAM
は、4組のメモリアレイ、センスアンプ及びアドレスデ
コーダ回路から構成される。メモリアレイ部RAMは、マ
トリックス配置されたアドレス選択用MOSFET(絶縁ゲー
ト型電界効果トランジスタ)と情報記憶用のキャパシタ
とからなるダイナミック型メモリセルを含んでいる。上
記メモリセルのアドレス選択用MOSFETは、そのゲートが
対応するワード線に結合され、ドレインが対応する一方
のデータ線に結合される。このようなメモリ部RAMの構
成は、従来の×4ビット構成のダイナミック型RAMのそ
れと同様であるので、その説明を省略する。The semiconductor memory device of this embodiment is based on a dynamic RAM having a × 4 bit configuration, and has an internal circuit for performing an image processing operation at high speed, as described below. Although not particularly limited, the memory RAM shown in FIG.
Is composed of four sets of memory arrays, sense amplifiers and address decoder circuits. The memory array unit RAM includes dynamic memory cells each including an address selection MOSFET (insulated gate field effect transistor) and a capacitor for storing information arranged in a matrix. The gate of the memory cell address selection MOSFET is coupled to the corresponding word line, and the drain is coupled to the corresponding one of the data lines. The configuration of such a memory RAM is the same as that of a conventional × 4 bit dynamic RAM, and a description thereof will be omitted.
メモリアレイにおける相補データ線の信号は、それぞ
れ例示的に示されているスイッチMOSFETQ1,Q2等を介し
て合計4組からなるシフトレジスタSRの各ビットにパラ
レルに転送される。これらのMOSFETQ1,Q2は、そのゲー
トに共通に供給されたタイミング信号φsによって制御
され、上記信号の転送タイミングが制御される。このシ
フトレジスタSRの出力信号は、出力回路P/Sを介して、
上記シフトレジスタSRからの送出される4ビットの信号
がパラレル又はシリアルに外部端子Dsへ送出される。こ
のようなシフトレジスタSRと出力回路P/Sの構成とその
動作については後に詳細に説明する。このようなメモリ
アレイにおける1ワード線分の記憶情報をパラレルに読
み出して合計4組からなるシフトレジスタSRから外部端
子Dsへ4ビットの信号を送出させる機能は、CRTのラス
タスキャンタイミングに同期して表示すべきカラー画素
を構成する赤、青、緑及び輝度の図形データを発生させ
る上で便利なものとなる。Signals of complementary data lines in the memory array are transferred in parallel to respective bits of a total of four sets of shift registers SR via switch MOSFETs Q1, Q2, etc. shown as examples. These MOSFETs Q1 and Q2 are controlled by a timing signal φs commonly supplied to their gates, and the transfer timing of the signals is controlled. The output signal of this shift register SR is output via an output circuit P / S.
The 4-bit signal transmitted from the shift register SR is transmitted to the external terminal Ds in parallel or serial. The configuration and operation of such shift register SR and output circuit P / S will be described later in detail. The function of reading out stored information for one word line in such a memory array in parallel and transmitting a 4-bit signal from a total of four sets of shift registers SR to the external terminal Ds is synchronized with the raster scan timing of the CRT. This is convenient for generating graphic data of red, blue, green, and luminance constituting a color pixel to be displayed.
ロウアドレスバッファR−ADBは、ロウアドレススト
ローブ信号▲▼により形成されたタイミング信号
φrに同期して外部アドレス信号AX0〜AXiを取込み、ロ
ウアドレスデコーダに伝える内部相補アドレス信号を形
成する。メモリ部RAMに含まれるロウアドレスデコーダ
は、そのアドレス信号の解読を行うとともに、ワード線
選択タイミング信号に同期して所定のワード線及びダミ
ーワード線の選択動作を行う。The row address buffer R-ADB takes in the external address signals AX0 to AXi in synchronization with the timing signal φr formed by the row address strobe signal ▼, and forms an internal complementary address signal to be transmitted to the row address decoder. A row address decoder included in the memory unit RAM decodes the address signal and performs a predetermined word line and dummy word line selection operation in synchronization with a word line selection timing signal.
カラムアドレスバッファC−ADBは、通常のメモリア
クセスにあっては遅れて供給されるカラムアドレススト
ローブ信号▲▼により形成されたタイミング信号
φcに同期して外部アドレス信号AY0〜AYiを取込みカラ
ムアドレスデコーダに伝える。メモリ部RAMに含まれる
カラムアドレスデコーダは、そのアドレス信号の解読を
行うとともに、データ線選択タイミング信号に同期して
データ線の選択動作を行う。この実施例において、カラ
ムアドレスバッファC−ADBは、上記のようなアドレス
信号AY0〜AYiの取り込みの他に一定の動作条件のもとで
上記アドレス端子から取り込んだ信号をファンクション
信号としてファンクョン設定回路FNに伝える。The column address buffer C-ADB takes in the external address signals AY0 to AYi in synchronization with the timing signal φc formed by the column address strobe signal ▲ ▼ which is supplied with a delay in normal memory access, and takes in the column address decoder. Tell A column address decoder included in the memory unit RAM decodes the address signal and performs a data line selection operation in synchronization with a data line selection timing signal. In this embodiment, the column address buffer C-ADB receives the address signals AY0 to AYi as described above, and also uses the signal fetched from the address terminal under certain operating conditions as a function signal as a function setting circuit FN. Tell
上記ファンクション設定回路FNは、後述するタイミン
グ制御回路TCにより形成されたタイミング信号φfnによ
り、それが動作状態にされたとき、上記カラムアドレス
バッファC−ADBを通して取り込まれた信号を解読し
て、上記出力回路P/Sの動作モード信号とそれに対応し
たシフトクロック信号を発生させる。また、上記ファン
クション設定回路FNは、上記出力動作の切り換えの他、
特に制限されないが、論理演算回路LUの演算モードを設
定する演算モード信号fn、データ入力回路IBの動作を選
択的に無効にさせるマスク信号msk及び上記データ入力
回路IBの出力信号を論理演算回路LUを通されないでその
ままメモリ部RAMの入出力ノードI/Oに伝えるゲート回路
Gを制御するパス信号を発生する。The function setting circuit FN decodes a signal fetched through the column address buffer C-ADB when the function setting circuit FN is activated by a timing signal φfn formed by a timing control circuit TC, which will be described later. An operation mode signal of the circuit P / S and a shift clock signal corresponding to the operation mode signal are generated. Further, the function setting circuit FN can switch the output operation,
Although not particularly limited, the operation mode signal fn for setting the operation mode of the logical operation circuit LU, the mask signal msk for selectively disabling the operation of the data input circuit IB, and the output signal of the data input circuit IB are used for the logical operation circuit LU. A pass signal for controlling the gate circuit G to be transmitted to the input / output node I / O of the memory unit RAM without being passed through is generated.
上記論理演算回路LUは、上記4組のメモリ部RAMに対
応した4組の回路からなり、その一方の入力に設けられ
たラッチ回路Fに保持された信号と、データ入力回路IB
を通して外部端子Diから供給された書き込み信号とを受
け、アンド(AND)、ナンド(NAND)、オア(OR)、ノ
ア(NOR)、反転及び排他的論理和動作等の各種論理演
算動作を、その演算モード信号fnに従って行うものであ
る。上記ラッチ回路Fは、その入力端子が対応するメモ
リ部RAMの入出力ノードI/Oに結合され、選択されたメモ
リセルの記憶情報を保持するものである。論理演算回路
LUは、複数の論理ゲート回路と、その信号伝達径路を切
り換えるマルチプレクサ回路との組み合わせから構成さ
れる。このため、外部端子Diから供給された書き込み信
号をそのまま書き込む場合に、その書き込み信号を上記
のような論理ゲート回路やマルチプレクサ回路からなる
論理演算回路LUを通すと、その分信号伝達時間が遅くな
ってしまう。ゲート回路Gは、上記パス信号psにより上
記データ入力回路IBの出力信号をそのままメモリ部RAM
の入出力ノードI/Oに伝える。このような動作によっ
て、書き込み動作を高速に行うことができる。The logical operation circuit LU includes four sets of circuits corresponding to the four sets of memory units RAM, and a signal held in a latch circuit F provided at one input thereof and a data input circuit IB
And a write signal supplied from the external terminal Di through the AND circuit, and performs various logical operation operations such as AND (AND), NAND (NAND), OR (OR), NOR (NOR), inversion and exclusive OR operation. This is performed according to the operation mode signal fn. The latch circuit F has its input terminal coupled to the input / output node I / O of the corresponding memory unit RAM, and holds the storage information of the selected memory cell. Logical operation circuit
The LU is composed of a combination of a plurality of logic gate circuits and a multiplexer circuit for switching the signal transmission path. For this reason, when writing the write signal supplied from the external terminal Di as it is, if the write signal is passed through the logical operation circuit LU including the above-described logic gate circuit and multiplexer circuit, the signal transmission time is correspondingly reduced. Would. The gate circuit G outputs the output signal of the data input circuit IB directly to the memory RAM
To the input / output node I / O. With such an operation, a writing operation can be performed at high speed.
データ入力回路IBは、合計4組の回路からなり、その
動作タイミング信号φinにより動作状態にされたとき、
外部端子Diから供給された4ビットの書き込み信号をそ
れぞれ増幅して、内部書き込み信号を形成する。データ
入力回路IBは、上記ファンクション設定回路FNにより形
成されたマスク信号mskに従い、上記タイミング信号φi
nによる動作状態が選択的に無効にされる。言い換える
ならば、上記4組の回路のうち、任意の回路の動作が無
効にされる。このような外部書き込み信号に対するマス
ク動作は、赤、青、緑及び輝度信号からなる1つの画素
データの中のいずれか1ないし3の信号を選択的に入力
する場合に便利な機能とされる。The data input circuit IB is composed of a total of four sets of circuits. When the data input circuit IB is activated by the operation timing signal φin,
The 4-bit write signal supplied from the external terminal Di is amplified to form an internal write signal. The data input circuit IB receives the timing signal φi in accordance with the mask signal msk formed by the function setting circuit FN.
The operation state by n is selectively disabled. In other words, the operation of any circuit of the above four sets of circuits is invalidated. Such a masking operation for an external write signal is a convenient function when any one to three signals of one pixel data including red, blue, green, and luminance signals are selectively input.
データ出力回路OBは、合計4組の回路からなり、その
動作タイミング信号φopにより動作状態にされたとき、
メモリ部RAMの対応する入出力ノードの合計4ビットの
信号をそれぞれ増幅して外部端子Doへ送出させる。The data output circuit OB is composed of a total of four circuits. When the data output circuit OB is activated by the operation timing signal φop,
The signal of a total of 4 bits of the corresponding input / output node of the memory unit RAM is amplified and transmitted to the external terminal Do.
タイミング制御回路TCは、外部から供給されたアドレ
スストローブ信号▲▼,▲▼、ライトイネ
ーブル信号▲▼とシフトレジスタSRの動作のための
クロック信号CLKを受け、動作モードの識別と、それに
応じた各種タイミング信号φfn等を形成する。The timing control circuit TC receives externally supplied address strobe signals ▲ ▼, ▲ ▼, a write enable signal ▲ ▼, and a clock signal CLK for operating the shift register SR, identifies the operation mode, and performs various operations in accordance with the operation mode. The timing signal φfn and the like are formed.
リフレッシュ制御回路REFCは、特に制限されないが、
リフレッシュ用アドレス信号を形成するリフレッシュア
ドレスカウンタ回路を含んでいる。リフレッシュアドレ
スカウンタ回路は、上記タイミング制御回路TCによりロ
ウアドレスストローブ信号▲▼に先立ってカラム
アドレスストローブ信号▲▼ががロウレベルにさ
れたことを検出することにより形成されたリフレッシュ
信号φrfを受けて、上記信号▲▼のロウレベル毎
に上記歩進(計数動作)を行う。リフレッシュ動作モー
ドのとき、上記リフレッシュ制御回路REFCで形成された
リフレッシュ用アドレス信号は、上記リフレッシュモー
ドのとき、ロウアドレスバッファR−ADBの入力に伝え
ら、このロウアドレスバッファR−ADBを通してメモリ
部RAMのロウデコーダに供給される。Although the refresh control circuit REFC is not particularly limited,
A refresh address counter circuit for generating a refresh address signal is included. The refresh address counter circuit receives the refresh signal φrf formed by detecting that the column address strobe signal ▼ is set to the low level prior to the row address strobe signal ▼ by the timing control circuit TC. The above-described step (counting operation) is performed for each low level of the signal ▼. In the refresh operation mode, the refresh address signal generated by the refresh control circuit REFC is transmitted to the input of the row address buffer R-ADB in the refresh mode, and the memory section RAM is passed through the row address buffer R-ADB. Are supplied to the row decoder.
第2図には、上記シフトレジスタSRと出力回路P/Sの
一実施例を示すブロック図が示されている。FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the shift register SR and the output circuit P / S.
シフトレジスタSRは、合計4個のシフトレジスタSR0
〜SR3から構成される。これら各シフトレジスタSR0〜SR
3は、それぞれのビットが対応されたメモリアレイのデ
ータ線と上記第1図に示したようなスイッチMOSFETQ1,Q
2等を介して結合される。これにより、上記MOSFETQ1,Q2
等がオン状態にされたとき、メモリアレイの選択された
ワード線に結合されたメモリセルの記憶情報がパラレル
に転送される。これらのシフトレジスタSR0〜SR3は、フ
ァンクション設定回路FNにより形成されたクロック信号
φscに従ってそのシフト動作を行う。The shift register SR has a total of four shift registers SR0
~ SR3. These shift registers SR0 to SR
3 is the data line of the memory array to which each bit corresponds, and the switch MOSFETs Q1 and Q1 as shown in FIG.
Combined via 2 etc. This allows the MOSFETs Q1, Q2
Are turned on, the storage information of the memory cells coupled to the selected word line of the memory array is transferred in parallel. These shift registers SR0 to SR3 perform their shift operations in accordance with a clock signal φsc formed by function setting circuit FN.
出力回路P/Sは、上記各シフトレジスタSR0〜SR3の出
力信号を受けるメインアンプMA0〜MA3と、その出力信号
をそれぞれ増幅して外部端子Ds0〜Ds3へ出力信号を送出
されるデータ出力バッファDO0〜DO3により構成される。
上記データ出力バッファDO0〜DO3は、制御信号PSによっ
てその動作が制御される。The output circuit P / S includes main amplifiers MA0 to MA3 that receive output signals of the shift registers SR0 to SR3, and a data output buffer DO0 that amplifies the output signals and sends output signals to external terminals Ds0 to Ds3. ~ DO3.
The operation of the data output buffers DO0 to DO3 is controlled by a control signal PS.
また、上記4個からなるシフトレジスタSR0〜SR3から
パラレル出力される信号をシリアルに外部端子へ送出さ
せる機能を設けるため、上記メインアンプMA0〜MA3は、
図示しない伝送ゲートMOSFETと、ラッチ回路とを介して
縦列接続されることによってシフトレジスタ形態にされ
る。これにより、メインアンプ兼シフトレジスタMA・SR
が構成される。こららのメインアンプ兼シフトレジスタ
MA・SRは、そのクロック信号φsc′によってその動作が
制御される。Further, in order to provide a function of serially transmitting signals output in parallel from the four shift registers SR0 to SR3 to external terminals, the main amplifiers MA0 to MA3 are
A shift register is formed by cascade connection via a transmission gate MOSFET (not shown) and a latch circuit. This enables the main amplifier and shift register MA / SR
Is configured. These main amplifiers and shift registers
The operation of MA · SR is controlled by its clock signal φsc ′.
この実施例の出力回路の動作を第3図に示したタイミ
ング図に従って説明する。The operation of the output circuit of this embodiment will be described with reference to the timing chart shown in FIG.
出力回路P/Sのパラレル出力動作は、次の通りであ
る。The parallel output operation of the output circuit P / S is as follows.
ロウアドレスストローブ信号▲▼の立ち下がり
に先立って、例えばクロック信号CLKをロウレベルにす
ると、シフトレジスタSRへの信号転送モードにされる。
すなわち、上記ロウアドレスストローブ信号▲▼
の立ち下がりに同期してロウアドレス信号AX0〜AXiが取
り込まれ、1つのワード線が選択される。このワード線
選択動作の後、メモリアレイのセンスアンプやアクティ
ブリストア回路が動作される。これにより、データ線
(ビット線又はディジット線)の信号は、選択されたメ
モリセルの記憶情報にされる。この後、タイミング信号
φsが発生され、上記データ線の信号は、シフトレジス
タSRへパラレルに転送される。このようなメモリアレイ
のパラレル読み出し動作は、ロウアドレスストローブ信
号▲▼のハイレベルへの立ち上がりによって終了
する。この後は、上記シフトレジスタSRに転送された信
号が全て外部端子Dsへ出力させる動作と並行して、後述
するようなファンクション設定動作、メモリ部RAMへの
書き込み/読み出し動作が任意に行われる。Prior to the fall of the row address strobe signal ▼, for example, when the clock signal CLK is set to the low level, the mode is set to the signal transfer mode to the shift register SR.
That is, the row address strobe signal ▲ ▼
The row address signals AX0 to AXi are fetched in synchronization with the falling edge of, and one word line is selected. After this word line selection operation, the sense amplifier and active restore circuit of the memory array are operated. As a result, the signal of the data line (bit line or digit line) is used as storage information of the selected memory cell. Thereafter, a timing signal φs is generated, and the signal of the data line is transferred to the shift register SR in parallel. Such a parallel read operation of the memory array ends when the row address strobe signal ▼ rises to a high level. Thereafter, in parallel with the operation for outputting all the signals transferred to the shift register SR to the external terminal Ds, a function setting operation and a write / read operation to / from the memory RAM as described later are arbitrarily performed.
上記転送動作の後、クロック信号CLKを変化させる
と、ファンクション設定回路FNは、上記クロック信号CL
Kに同期したクロック信号φscを発生させ、クロック信
号φsc′をロウレベルのままに維持させる。上記クロッ
ク信号φsc′のロウレベルにより、メインアンプ兼シフ
トレジスタMA・SRを構成する上記伝送ゲートMOSFETがオ
フ状態に維持され、それぞれのメインアンプMA0〜MA3
は、シフトレジスタSR0〜SR3からシフトされた出力信号
を増幅してそれぞれデータ出力バッファDO0〜DO3に伝え
る。このとき、データ出力バッファDO0〜DO3は、その制
御信号PSによって全て動作状態にされ、上記メイアンプ
MA0〜MA3の出力信号を増幅して外部端子Ds0〜Ds3へ送出
させる。When the clock signal CLK is changed after the transfer operation, the function setting circuit FN causes the clock signal CL to change.
A clock signal φsc synchronized with K is generated, and the clock signal φsc ′ is maintained at a low level. Due to the low level of the clock signal φsc ′, the transmission gate MOSFET forming the main amplifier / shift register MA / SR is maintained in the off state, and the main amplifiers MA0 to MA3 are turned off.
Amplifies the output signals shifted from the shift registers SR0 to SR3 and transmits them to the data output buffers DO0 to DO3, respectively. At this time, the data output buffers DO0 to DO3 are all activated by the control signal PS, and the main amplifier
The output signals of MA0 to MA3 are amplified and sent to external terminals Ds0 to Ds3.
出力回路P/Sのシリアル出力動作は、次の通りであ
る。The serial output operation of the output circuit P / S is as follows.
上記同様にロウアドレスストローブ信号▲▼の
立ち下がりに先立って、クロック信号CLKをロウレベル
してメモリアレイのシフトレジスタSRへのパラレル読み
出し動作を行った後に、クロック信号CLKを変化させる
と、ファンクション設定回路FNは、上記クロック信号CL
Kに同期したクロック信号φsc′とその1/4に分周された
クロック信号φscを発生させる。また、図示しない制御
信号PSを変化させてデータ出力バッファDO0を動作状態
にさせるとともに、残りのデータ出力バッファDO1〜DO3
を非動作状態にさせる。言い換えるならば、上記出デー
タ出力バッファDO1〜DO3は、その出力がハイインピーダ
ンス状態にされる。As described above, prior to the falling of the row address strobe signal ▲ ▼, the clock signal CLK is set to the low level to perform a parallel read operation to the shift register SR of the memory array, and then the clock signal CLK is changed. FN is the clock signal CL
A clock signal φsc ′ synchronized with K and a clock signal φsc frequency-divided by / 4 are generated. In addition, the control signal PS (not shown) is changed to make the data output buffer DO0 operational, and the remaining data output buffers DO1 to DO3
Is made inoperative. In other words, the output of the output data output buffers DO1 to DO3 is set to a high impedance state.
これによって、上記クロック信号φscによってメイン
アンプMA0〜MA3に出力された4ビットの信号は、クロッ
ク信号φsc′に従って動作する伝送ゲートMOSFETによっ
てシリアルにシフトされる。すなわち、最初のクロック
信号φsc′によってメイアンプMA0の出力(SR0)がデー
タ出力バッファDO0から送出され、次々に到来するクロ
ック信号φsc′によってメインアンプMA1〜MA3の信号が
上記データ出力バッファDO0に伝えられるから、上記シ
フトレジスタSR1〜SR3に対応された信号がシリアルに送
出される。As a result, the 4-bit signal output to the main amplifiers MA0 to MA3 by the clock signal φsc is serially shifted by the transmission gate MOSFET operating according to the clock signal φsc '. That is, the output (SR0) of the main amplifier MA0 is transmitted from the data output buffer DO0 by the first clock signal φsc ′, and the signals of the main amplifiers MA1 to MA3 are transmitted to the data output buffer DO0 by the clock signal φsc ′ that successively arrives. Thus, the signals corresponding to the shift registers SR1 to SR3 are transmitted serially.
次に、上記ファンクション設定動作及び書き込み動作
の一例を第4図に示したタイミング図に従って説明す
る。Next, an example of the function setting operation and the write operation will be described with reference to the timing chart shown in FIG.
ロウアドレスストローブ信号▲▼がハイレベル
からロウレベルに変化する前に、カラムアドレスストロ
ーブ信号▲▼とライトイネーブル信号▲▼を
ロウレベルにする。すると実質的なチップ選択信号であ
るロウアドレスストローブ信号▲▼がハイレベル
からロウレベルにされるタイミングで内部回路が動作状
態にされ、タイミング制御回路TCは、上記タイミングで
カラムアドレスストローブ信号▲▼がロウレベル
であることを判定して、リフレッシュ制御信号φrfを発
生させて、リフレッシュサイクルのための各種タイミン
グ信号を発生させる。(▲▼ビフォワー▲
▼リフレッシュ)。これにより、リフレッシュ制御回路
REFCで形成されたリフレッシュアドレス信号は、ロウア
ドレスバッファR−ADBを介してメモリ部RAMのロウアド
レスデコーダに伝えられ、この後図示しないがタイミン
グ制御回路TCにより発生された時系列的なタイミング信
号に従ってワード線の選択動作、センスアンプ及びアク
ティブリストア回路の一連の動作によるリフレッシュ動
作が行われる。このとき、ロウアドレスバッファR−AD
Bの入力端子は、上記リフレッシュ制御化REFCと結合さ
れ、外部アドレス端子とは分離されている。Before the row address strobe signal ▼ changes from the high level to the low level, the column address strobe signal ▼ and the write enable signal ▼ are set to the low level. Then, the internal circuit is activated at the timing when the row address strobe signal ▲ ▼ which is a substantial chip selection signal is changed from high level to low level, and the timing control circuit TC sets the column address strobe signal ▲ ▼ to low level at the above timing. Then, the refresh control signal φrf is generated to generate various timing signals for the refresh cycle. (▲ ▼ Before ▲
▼ Refresh). Thereby, the refresh control circuit
The refresh address signal formed by REFC is transmitted to a row address decoder of the memory unit RAM via a row address buffer R-ADB, and thereafter, according to a time-series timing signal generated by a timing control circuit TC (not shown). A refresh operation is performed by a word line selection operation and a series of operations of a sense amplifier and an active restore circuit. At this time, the row address buffer R-AD
The input terminal of B is coupled to the refresh-controlled REFC, and is separated from the external address terminal.
タイミング制御回路TCは、上記カラムアドレスストロ
ーブ信号▲▼と上記ライトイネーブル信号▲
▼が共にロウレベルであることを検出すると、上記ロウ
アドレスストローブ信号▲▼のロウレベルへの変
化タイミングにより、カラムアドレスバッファC−ADB
を活性化させるタイミング信号φcと、ファンクション
設定回路FNを起動させるタイミング信号φfnを発生させ
る。上記リフレッシュ動作においては、データ線選択タ
イミング信号が発生されないから、カラムアドレスデコ
ーダC−DCRは、実質的に非動作状態に置かれる。した
がって、上記カラムアドレスバッファC−ADBを通した
ファンクション信号F(fn,ml)は、この時に動作状態
にされたファンクション設定回路FNに取り込まれる。フ
ァンクション設定回路FNは、上記取り込んだファンクシ
ョン信号Fを保持するともとに、それを解読して次の動
作のための各種動作モード信号を形成する。このように
して、リフレッシュ動作と、ファンクション信号Fの取
り込み動作が同じメモリサイクル(リフレッシュサイク
ル)中で並行して行われる。The timing control circuit TC outputs the column address strobe signal ▲ ▼ and the write enable signal ▲
When it is detected that both ▼ are at the low level, the timing of the change of the row address strobe signal ▲ to the low level causes the column address buffer C-ADB
And a timing signal φfn for activating the function setting circuit FN. In the above refresh operation, since no data line selection timing signal is generated, the column address decoder C-DCR is substantially put into a non-operating state. Therefore, the function signal F (fn, ml) passed through the column address buffer C-ADB is taken into the function setting circuit FN which is activated at this time. The function setting circuit FN holds the acquired function signal F, decodes it, and forms various operation mode signals for the next operation. In this way, the refresh operation and the operation of taking in the function signal F are performed in parallel in the same memory cycle (refresh cycle).
次に、ロウアドレスストローブ信号▲▼をハイ
レベルからロウレベルに変化させると、タイミング制御
化TCは、タイミング信号φrを発生させてロウアドレス
バッファR−ADBを動作状態にし、外部アドレス端子か
ら供給されたアドレス信号をロウアドレス信号AX(AX0
〜AXi)として取り込む。この後、上記タイミング制御
回路TCは、図示しないが前記ワード線選択タイミング信
号、センスアンプ動作タイミング信号及びアクティブリ
ストア動作タイミング信号を時系列的に発生させて、ロ
ウ系の選択動作を行う。Next, when the row address strobe signal ▼ changes from the high level to the low level, the timing control TC generates the timing signal φr to put the row address buffer R-ADB into the operating state, and is supplied from the external address terminal. The address signal is converted to the row address signal AX (AX0
~ AXi). Thereafter, although not shown, the timing control circuit TC generates the word line selection timing signal, the sense amplifier operation timing signal, and the active restore operation timing signal in time series, and performs the row-related selection operation.
次いで、カラムアドレスストローブ信号▲▼を
ハイレベルからロウレベルに変化させると、タイミング
制御化TCは、タイミング信号φcを発生させてカラムア
ドレスバッファC−ADBを動作状態にし、外部アドレス
端子から供給されたアドレス信号をカラムアドレス信号
AY(AY0〜AYi)として取り込む。この後、上記タイミン
グ制御回路TCは、図示しないが前記データ線選択タイミ
ング信号に発生させて、データ線の選択動作を行う。こ
れにより、メモリ部RAMにおけるメモリアレイの共通相
補データ線CDL,▲▼(入出力ノードI/O)の信
号、言い換えるならば、上記アドレス信号AXとAYで指定
されたメモリセルの記憶情報DAはラッチ回路Fに取り込
まれる。Next, when the column address strobe signal ▼ changes from the high level to the low level, the timing control TC generates a timing signal φc to activate the column address buffer C-ADB, and the address supplied from the external address terminal. Signal to column address signal
Import as AY (AY0 to AYi). Thereafter, although not shown, the timing control circuit TC generates the data line selection timing signal to perform a data line selection operation. As a result, the signal of the common complementary data line CDL of the memory array in the memory part RAM, ▼ (input / output node I / O), in other words, the storage information DA of the memory cell specified by the address signals AX and AY is The data is taken into the latch circuit F.
ライトイネーブル信号▲▼がロウレベルにされた
書き込み動作モードにおいては、外部端子Diから供給さ
れた書き込み信号DBがデータ入力回路IBを介して取り込
まれる。上記演算モード信号fnがアンド演算モードを指
示するなら、論理演算回路LUは、上記ラッチ回路Fの信
号DAと上記書き込み信DBのアンド信号DA・DBを形成し
て、上記入出力ノードI/Oに伝える。これによって、上
記選択されたメモリセルには上記信号DA・DBが書き込ま
れる。これにより、1サイクルの書き込み動作によっ
て、メモリセルの記憶情報をそれと外部端子から供給さ
れた書き込み信号の論理演算に従った画素データに置き
換えることができる。In the write operation mode in which the write enable signal ▼ is set to low level, the write signal DB supplied from the external terminal Di is taken in via the data input circuit IB. If the operation mode signal fn indicates the AND operation mode, the logical operation circuit LU forms the signal DA of the latch circuit F and the AND signals DA and DB of the write signal DB to form the input / output node I / O. Tell Thus, the signals DA and DB are written to the selected memory cells. Thus, by one cycle of the write operation, the storage information of the memory cell can be replaced with pixel data according to the logical operation of the write information and the write signal supplied from the external terminal.
ファンクション設定による他の動作形態は、メモリセ
ルの記憶情報を外部端子から供給された書き込み信号に
置き換えるものである。この場合、上記同様なファンク
ション設定動作において、パス信号psが形成される。こ
れによって、データ入力回路IBを通した書き込み信号
は、上記論理演算回路LUに代えて、ゲート回路(トライ
ステートバッファ)Gを通して直接にメモリ部RAMの入
出力ノード(メモリアレイMARYの共通相補データ線)に
伝えられる。これによって、従来のダイナミック型RAM
と同様に高速に書き込み動作を行うことができる。Another mode of operation based on the function setting is to replace information stored in a memory cell with a write signal supplied from an external terminal. In this case, a pass signal ps is formed in the same function setting operation as described above. As a result, the write signal passing through the data input circuit IB is directly transmitted to the input / output node of the memory section RAM (the common complementary data line of the memory array MARY) through the gate circuit (tristate buffer) G instead of the logical operation circuit LU. ). With this, conventional dynamic RAM
The writing operation can be performed at high speed in the same manner as in the first embodiment.
なお、読み出し動作は、従来の×4ビット構成のダイ
ナミック型RAMと同様であるので、その説明を省略す
る。この場合、4ビットの画素信号のうち、特定のビッ
トにマスクする機能を設けるものであってもよいが、こ
のような動作は、マイクロプロセッサ側でそのビットの
処理を行わないようにすることによって実現できる。Note that the read operation is the same as that of a conventional × 4 bit dynamic type RAM, and a description thereof will be omitted. In this case, a function of masking a specific bit in the 4-bit pixel signal may be provided, but such an operation is performed by not processing the bit on the microprocessor side. realizable.
(1)複数のメモリアレイに対応されたシフトレジスタ
からの出力信号を受ける出力回路として、ファンクショ
ン設定により選択的に動作状態にされるシフトレジスタ
(兼メイアンプ)を設けることによって、複数ビットの
パラレル出力機能とシリアル出力機能を実現することが
できるという効果が得られる。(1) As an output circuit for receiving output signals from shift registers corresponding to a plurality of memory arrays, a shift register (also serving as a main amplifier) selectively activated by a function setting is provided, so that a parallel output of a plurality of bits is provided. The function and the serial output function can be realized.
(2)上記(1)により、その画素ドット数が多くされ
ることにより高解像度のCRTと、その画素ドット数が比
較的小さくされることにより小型化されたCRT用のそれ
ぞれに対応された画像処理用の半導体記憶装置を得るこ
とができるという効果が得られる。(2) According to the above (1), an image corresponding to a high-resolution CRT by increasing the number of pixel dots and an image corresponding to a CRT reduced in size by relatively reducing the number of pixel dots. The effect that a semiconductor memory device for processing can be obtained is obtained.
(3)メインアンプを利用してシリアル出力を実現する
ためのシフトレジスタを構成することによって回路の簡
素化を図ることができるという効果が得られる。(3) By configuring a shift register for realizing serial output using the main amplifier, an effect is obtained that the circuit can be simplified.
(4)ロウアドレスストローブ信号▲▼の立ち下
がりタイミングに先立ってカラムアドレスストローブ信
号▲▼とライトイネーブル信号▲▼がロウレ
ベルであることを識別してアドレス端子から供給された
信号をファンクション信号の取り込むことにより、ファ
ンクション設定動作と、▲▼ビフォワー▲
▼リフレッシュ動作とを同時に並行して行えるという効
果が得られる。(4) Prior to the fall timing of the row address strobe signal ▲ ▼, identify that the column address strobe signal ▲ ▼ and the write enable signal ▲ ▼ are at the low level, and take in the signal supplied from the address terminal to capture the function signal. ▲ ▼ Before ▲
The effect that the refresh operation can be performed simultaneously and in parallel is obtained.
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき
具体的に説明したが、この発明は上記実施例に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更
可能であることはいうまでもない。例えば、パラレル/
シリアル出力機能を実現する回路は、メインアンプの入
力側にシフトレジスタを設けること、又は各ビット出力
を特定の出力回路に伝えるマルチプレクサを用いる等種
々の実施形態を採ることができる。シフトレジスタへの
パラレル読み出しのためのメモリアレイのワード線選択
動作は、内蔵のアドレスカウンタ回路により形成された
アドレス信号により行うようにするものであってもよ
い。上記演算回路としては算術演算機能も持たせるも
の、あるいは演算回路そのものを省略するものであって
もよい。また、前記パラレル出力とシリアル出力を切り
換えるファクション信号は、外部端子から供給される信
号のレベルにより形成するもの、又は上記アドレス端子
の他、メモリアレイのランダム・アクセス動作を実現す
るデータ端子を利用して供給するものであってもよい。
このデータ入力回路の入力端子とデータ出力回路の出力
端子とは共通の外部端子に接続することにより外部端子
数を減らすものであってもよい。Although the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiments, the invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes can be made without departing from the gist of the invention. Nor. For example, parallel /
The circuit for realizing the serial output function can adopt various embodiments such as providing a shift register on the input side of the main amplifier or using a multiplexer for transmitting each bit output to a specific output circuit. The word line selection operation of the memory array for parallel reading to the shift register may be performed by an address signal generated by a built-in address counter circuit. The arithmetic circuit may have an arithmetic operation function, or may omit the arithmetic circuit itself. The function signal for switching between the parallel output and the serial output is formed by the level of a signal supplied from an external terminal. It may also be supplied as such.
The input terminal of the data input circuit and the output terminal of the data output circuit may be connected to a common external terminal to reduce the number of external terminals.
この発明は、画像処理等の半導体記憶装置として広く
利用できるものである。The present invention can be widely used as a semiconductor storage device for image processing or the like.
第1図は、この発明の一実施例を示すブロック図、 第2図は、その出力回路の一実施例を示すブロック図、 第3図は、そのパラレル出力動作とシリアル出力動作の
一例を示すタイミング図、 第4図は、ファンクション設定動作と書き込み動作の一
例を示すタイミング図である。 RAM……メモリ部、R−ADB……ロウアドレスバッファ、
C−ADB……カラムアドレスバッファ、OB……データ出
力回路、IB……データ入力回路、TC……タイミング制御
回路、REFC……リフレッシュ制御回路、FN……ファンク
ション設定回路、LU……演算回路、G……ゲート回路、
F……ラッチ回路、SR(SR0〜SR3)……シフトレジス
タ、P/S……出力回路、MA・SR……メインアンプ兼シフ
トレジスタ、DO0〜DO3……データ出力バッファ、MA0〜M
A3……メインアンプFIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the output circuit, and FIG. 3 is an example of a parallel output operation and a serial output operation. FIG. 4 is a timing chart showing an example of a function setting operation and a write operation. RAM: memory unit, R-ADB: row address buffer,
C-ADB: column address buffer, OB: data output circuit, IB: data input circuit, TC: timing control circuit, REFC: refresh control circuit, FN: function setting circuit, LU: arithmetic circuit, G ... gate circuit,
F: Latch circuit, SR (SR0 to SR3): Shift register, P / S: Output circuit, MA / SR: Main amplifier and shift register, DO0 to DO3: Data output buffer, MA0 to M
A3 …… Main amplifier
Claims (1)
型メモリセルがマトリックス配置されてなる複数のメモ
リアレイと、 これら複数のメモリアレイに対応して設けられた複数の
シフトレジスタと、 上記複数のメモリアレイとそれに対応したシフトレジス
タとの間に設けられパラレルに信号の転送を行う転送ゲ
ートと、 上記複数のシフトレジスタから出力された信号を受ける
複数からなるメインアンプと、 上記複数のメインアンプに対応して設けられたデータ出
力回路と、 所定の動作モード信号を形成するファンクション設定回
路と、 タイミング制御回路とを備え、 上記所定の動作モード信号によって上記メインアンプの
出力信号を各データ出力回路を通して出力させる第1の
動作と、 1つのデータ出力回路から各メインアンプの出力信号を
シリアルに出力させる第2の動作とを行うようにしてな
る半導体記憶装置であって、 上記タイミング制御回路は、ロウアドレスストローブ信
号がハイレベルからロウレベルに変化したときにカラム
アドレスストローブ信号がロウレベルであり、かつライ
トイネーブル信号がロウレベルであることを識別して上
記ファンクション設定回路にタイミング信号を供給する
よう構成され、 上記ファンクション設定回路は、上記タイミング制御回
路からのタイミング信号に応答して、アドレス端子から
供給される信号を上記動作モード信号として取り込むよ
うにされてなることを特徴とする半導体記憶装置。A plurality of memory arrays in which dynamic memory cells are arranged in a matrix at intersections of data lines and word lines; a plurality of shift registers provided corresponding to the plurality of memory arrays; A transfer gate provided between the memory array and the corresponding shift register to transfer signals in parallel, a plurality of main amplifiers receiving signals output from the plurality of shift registers, and a plurality of main amplifiers. A data output circuit provided correspondingly; a function setting circuit for forming a predetermined operation mode signal; and a timing control circuit, wherein the output signal of the main amplifier is passed through each data output circuit by the predetermined operation mode signal. First operation to output, and output of each main amplifier from one data output circuit A second operation for serially outputting a signal, wherein the timing control circuit changes the column address strobe signal to a low level when the row address strobe signal changes from a high level to a low level. And is configured to supply a timing signal to the function setting circuit by identifying that the write enable signal is at a low level, and the function setting circuit responds to the timing signal from the timing control circuit, A semiconductor memory device wherein a signal supplied from a terminal is taken in as the operation mode signal.
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Family Applications (1)
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