DE69201210T2

DE69201210T2 - Halbleiterspeicher.

Info

Publication number: DE69201210T2
Application number: DE69201210T
Authority: DE
Inventors: Yasuhiro Hotta
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1991-03-07
Filing date: 1992-03-05
Publication date: 1995-07-20
Anticipated expiration: 2012-03-06
Also published as: DE69201210D1; EP0509633A2; EP0509633B1; JPH04278299A; KR920018770A; EP0509633A3; KR950010307B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen nichtflüchtigen Halbleiterspeicher im allgemeinen und einen nichtflüchtigen Halbleiterspeicher, der teilweise überschreibbar und billig herstellbar ist im besonderen.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Nichtflüchtige Halbleiterspeicher sind im Stand der Technik bekannt. Maskierte Festwertspeicher (Masken-ROMs) wurden bei Anwendungen verwendet, die eine Herstellung in großem Umfang mit geringen Kasten erfordern. Bei Herstellung mit geringem Umfang oder für Anwendungen, die unter Umständen ein anschließendes Ändern abgespeicherter Daten erfordern, waren programmierbare Festwertspeicher (PROMS) die logische Wahl.
Ein Masken-ROM ist eine Art Festwertspeicher, in den Daten während der Herstellung des Speichers unter Verwendung einer Maske eingeschrieben werden. Daher können die abgespeicherten Daten auf keine Weise mehr verändert werden, nachdem der Speicher hergestellt ist, jedoch besteht der Vorteil, daß ein Masken-ROM wirtschaftlich durch Großproduktion hergestellt werden kann. Andererseits erlaubt es ein PROM, obwohl es ein nichtflüchtiger Speicher ist, die abgespeicherten Daten elektrisch unter vorgegebenen Bedingungen zu ändern. Jedoch ist bei Großherstellung ein PROM teurer als ein Masken-ROM vergleichbarer Kapazität. Es existieren verschiedene Typen von PROMs, unter denen löschbare PROMs (EPROMs) Ultraviolettstrahlung zur Datenlöschung verwenden und elektrisch löschbare PROMs (EEPROMs) Datenlöschung durch elektrische Mittel erzielen.
Jedoch müssen im Fall der Verwendung von Masken-ROMs bei Großherstellung dann, wenn irgendein Datenfehler vor dem Beginn der Großherstellung aufgefunden wird, alle hergestellten Chips ausrangiert werden, und die Herstellung muß ab dem Maskenentwurfstadium neu begonnen werden. Ferner hat in den letzten Jahren mit zunehmender Packungsdichte und Speicherkapazität von Halbleiterspeichern die bei der Herstellung vorhandene Gefahr zugenommen. Zum Beispiel würden alle zur Herstellung vorbereiteten Speicherchips großer Kapazität nutzlos werden, wenn nur eine kleine Änderung der Daten erforderlich werden sollte.
Darüber hinaus ist die Forderung zum Verkürzen der Zeit für die Erzeugnisentwicklung jedes Jahr stärker geworden. Derartige Forderungen machen es noch schwieriger, zu gewährleisten, daß ROM-Daten vor dem Start einer Großproduktion fehlerfrei sind. Demgemäß ist die Wahrscheinlichkeit angestiegen, daß Daten zur Korrektur überschrieben werden müssen.
Angesichts des Vorstehenden ist es erkennbar, daß es eine spezielle Schwierigkeit bei herkömmlichen Masken-ROMs ist, daß viel Zeit und Geld für Korrekturmaßnahmen erforderlich ist, wenn Fehler in den abgespeicherten Daten aufgefunden werden.
Wenn PROMs vergleichbarer Speichergröße vermieden werden, um das vorstehend genannte, mit ROMs verbundene Problem zu vermeiden, geht der Hauptvorteil der Großproduktion verloren. Ferner erfordert das Einschreiben von Daten in einen PROM viel Zeit und demgemäß leidet die Produktivität stark. Dies gilt insbesondere im Fall von EPROMs, die im Vergleich zu EEPROMs relativ billig sind. Im Fall von EPROMs muß ein gesamter Chip selbst dann neu geschrieben werden, wenn nur ein Teil der Daten geändert werden muß.
Daher besteht im Stand der Technik ein starker Bedarf an nichtflüchtigen Halbleiterspeichern, die teilweise überschrieben werden können, ohne daß der gesamte Chip überschrieben werden muß. Im Stand der Technik besteht starker Bedarf für einen nichtflüchtigen Speicher, mit dem die Zeit und die Kosten verringert sind, die in Verbindung mit dem Ergreifen von Korrekturmaßnahmen stehen, wenn herkömmliche nichtflüchtige Speicher verwendet werden.
Das Dokument EP-A-0 383 452 offenbart ein Halbleiter-Speicherbauteil mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1. IBM Technical Disclosure Bulletin Vol. 7, No. 6, November 1964, S. 436 - 437 sowie FR-A-2 312 837 offenbaren Bauelemente mit einem Hauptspeicher und einem programmierbaren Sekundärspeicher zum Abspeichern von Daten zum Ersetzen von im Hauptspeicher abgespeicherten Daten.
Die Erfindung zielt darauf hin, die vorstehend genannten und andere Mängel der vorstehend genannten, bekannten nichtflüchtigen Halbleiterspeicher zu überwinden. Die Erfindung wird nachfolgend zusammengefaßt und im einzelnen beschrieben.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Gemäß der Erfindung ist ein Halbleiterspeicher geschaffen, wie er in Anspruch 1 beansprucht ist.
So schafft die Erfindung einen nichtflüchtigen Halbleiterspeicher, der teilweise überschreibbar ist und billig herstellbar ist. Die Erfindung kann einen Masken-ROM großer Kapazität mit einem PROM kleiner Kapazität kombinieren, wobei zwischen diesen eine Auswahl zur Benutzung nach Bedarf erfolgt.
Der bei der Erfindung verwendete Masken-ROM verfügt über eine vorgegebene Kapazität, die ausreichend groß für einen vorgegebenen Zweck ist, und Daten können während der Herstellung des Masken-ROMs in diesen eingeschrieben werden.
Andererseits verfügt der PROM beim bevorzugten Ausführungsbeispiel über eine Kapazität, die ausreichend kleiner als die des Masken-ROMs ist.
Durch einen nichtflüchtigen Halbleiterspeicher wie einen EPROM wird eine Adressenspeicherschaltung gebildet, die modifizierte Adressen dadurch abspeichern kann, daß sie diese Adressen im PROM zuordnet. Die modifizierten Adressen spezifizieren Datenbereiche, für die festgestellt wurde, daß sie sich von den im Masken-ROM abgespeicherten ursprünglichen Daten unterscheiden, wenn modifizierte Daten mit den im Masken-ROM abgespeicherten Daten verglichen werden. Wenn im Masken-ROM abgespeicherte Daten eine Modifizierung erfordern, werden die Daten der Reihe nach für einen Einzelvergleich mit den modifizierten Daten aus dem Masken-ROM ausgelesen, und nur dann, wenn sich bei den Daten Nichtübereinstimmung ergibt, wird der modifizierte Datenwert in den PROM eingeschrieben, während die Adresse des modifizierten Datenwerts als Modifizierungsadresse dadurch in die Adressenspeicherschaltung eingeschrieben wird, daß ihr die Adresse des PROMs zugeordnet wird, unter der der modifizierte Datenwert eingeschrieben ist. Das Überschreiben von Daten kann so oft wie erforderlich dadurch erfolgen, daß der Speicherinhalt der Adressenspeicherschaltung und des PROMs gelöscht wird. Das Zuordnen der modifizierten Adresse zur Adresse im PROM kann leicht z. B. dadurch erzielt werden, daß die Adresse im Adressenspeicher, unter der die modifizierte Adresse abgespeichert ist, mit der Adresse im PROM verglichen wird, unter der der modifizierte Datenwert abgespeichert ist.
Eine Adressenübereinstimmung-Erkennungseinrichtung wird dazu verwendet, zu ermitteln, ob die Adresse, auf die zugegriffen wird, mit irgendeiner der modifizierten Adressen übereinstimmt, die in der Adressenspeicherschaltung abgespeichert sind. Wenn die Adressenübereinstimmung-Erkennungseinrichtung Adressenübereinstimmung zwischen diesen erkannt hat, gibt ein Ausgangsdatenselektor denjenigen Datenwert aus, der aus dem PROM unter derjenigen Adresse ausgelesen wurde, die der modifizierten Adresse zugeordnet ist. Daher wird in diesem Fall verhindert, daß der im Masken-PROM abgespeicherte falsche oder alte Datenwert ausgegeben wird, und es wird nur der modifizierte Datenwert ausgegeben. Wenn dagegen keine Adressenübereinstimmung existiert, gibt der Ausgangsdatenselektor den Datenwert aus, der unter der Zugriffsadresse aus dem Masken-ROM ausgelesen wurde. Daher wird in diesem Fall der bei der Modifizierung unangetastet gebliebene ursprüngliche Datenwert vom Masken-ROM ausgegeben. Wenn keine Datenmodifizierung erfolgte und daher im Adressenspeicher keine modifizierte Adresse abgespeichert ist, werden die im Masken-ROM abgespeicherte Daten immer direkt ausgegeben, da keine Adressenübereinstimmung von der Adressenübereinstimmung-Erkennungseinrichtung erkannt wird.
Demgemäß ist das Umschreiben von Daten in dem Umfang möglich, wie dies die Speicherkapazität des PROMs zuläßt, und modifizierte Daten können auf zuverlässige Weise ausgegeben werden, obwohl die ursprünglichen Daten im Masken-ROM abgespeichert sind. Ferner kann die Kostenzunahme gegenüber dem Aufbau eines einzelnen Masken-ROMs minimiert werden, wenn die Speicherkapazität des PROMs ausreichend kleiner als die des Masken-ROMs gemacht wird.
Die folgende Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen legen bestimmte veranschaulichende Ausführungsbeispiele der Erfindung im einzelnen dar. Diese Ausführungsbeispiele sind bezeichnet, jedoch sind es nur einige wenige der verschiedenen Wege, durch die die Prinzipien der Erfindung verwendet werden können. Andere vorteilhafte und neuartige Merkmale der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung derselben erkennbar, wenn diese in Verbindung mit den Zeichnungen betrachtet wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Erfindung ist dem Fachmann besser verständlich, und ihre zahlreichen Vorteile werden demselben deutlich, wenn er wie folgt auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt:
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm eines Halbleiterspeichers gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 ist ein Flußdiagramm, das einen Datenüberschreibvorgang im erfindungsgemäßen Halbleiterspeicher von Fig. 1 veranschaulicht;
Fig. 3 ist ein Zeitsteuerdiagramm, das den Zustand jedes Signals beim Überschreiben von Daten im erfindungsgemäßen Halbleiterspeicher zeigt;
Fig. 4 ist ein Flußdiagramm, das einen Vorgang des Einschreibens von Daten in einen PROM im erfindungsgemäßen Halbleiterspeicher zeigt und
Fig. 5 ist ein Flußdiagramm, das einen Vorgang des Auslesens von Daten aus dem erfindungsgemäßen Halbleiterspeicher zeigt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Gemäß den Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszahlen durchgehend dazu verwendet sind, gleiche Elemente zu bezeichnen, ist der Halbleiterspeicher 15 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein teilweise überschreibbarer Festwertspeicher, der, wie es aus Fig. 1 erkennbar ist, ein Masken-ROM- Array 1 und ein PROM-Array 2 aufweist. Vorzugsweise ist das Masken-ROM-Array 1 ein nichtflüchtiges Halbleiterspeicher- Array großer Kapazität, in das abgespeicherte Daten während der Herstellung des Speichers eingeschrieben werden. Das PROM-Array 2 hat vorzugsweise eine relativ kleine Speicherkapazität.
Eine externe Eingangsadresse AEIN, die über mehrere Adreßleitungen übertragen wird, wird über einen Decodierer 3 in das Masken-ROM-Array 1, eine Adressenspeicherschaltung 6 und eine Adressenübereinstimmung-Erkennungsschaltung 7 eingegeben. Wenn die Eingangsadresse AEIN vorliegt, wird der adressierte Datenwert DROM aus dem Masken-ROM-Array 1 ausgelesen und über einen Datenselektor 4 und eine Ausgangsschaltung 5 auf einen externen Datenbus 5' gegeben.
Das PROM-Array 2 ist ein nichtflüchtiges EPROM-Speicherarray, in das Daten elektrisch eingeschrieben werden können. Eine von der Adressenspeicherschaltung 6 ausgegebene Adresse APROM wird über einen Decodierer 8 in das PROM-Array 2 eingegeben. Wenn die Adresse APROM vorliegt, wird ein modifizierter Datenwert DPROM aus dem PROM-Array 2 ausgelesen und über den Datenselektor 4 und die Ausgangsschaltung 5 an den externen Datenbus 5' übertragen. Die Decodierer 3 und 8 sind vorhanden, um eine Zeilendecodierung von Adressen usw. innerhalb des Halbleiterspeichers auszuführen. Die Ausgangsschaltung 5 ist eine Schnittstellenschaltung, die eine Schnittstelle zum externen Datenbus 5' bildet.
Die Adressenspeicherschaltung 6 besteht aus einem nichtflüchtigen EPROM, der modifizierte Adressen entsprechend der Speicherkapazität des PROM-Arrays 2 abspeichert und der die abgespeicherten modifizierten Adressen der Reihe nach über eine Leitung 12 an die Adressenübereinstimmung-Erkennungsschaltung 7 ausgeben kann. Die Adressenübereinstimmung-Erkennungsschaltung 7 ist eine Schaltung, die dann, wenn eine Eingangsadresse AEIN vorliegt, die Eingangsadresse AEIN mit jeder von der Adressenspeicherschaltung 6 gelieferten modifizierten Adresse vergleicht und dann, wenn die Adressen übereinstimmen, ein aktives Auswahlsignal Q&sub2; an den Datenselektor 4 ausgibt.
Darüber hinaus gibt die Adressenspeicherschaltung 6 dann, wenn von der Adressenübereinstimmung-Erkennungsschaltung 7 eine Adressenübereinstimmung erkannt wird, diejenige Adresse aus, unter der die modifizierte Adresse abgespeichert ist, um diese als Adresse APROM über den Decodierer 8 an das PROM-Array 2 zu liefern. Der Datenselektor 4 ist ein Multiplexer, der den aus dem PROM-Array 2 ausgelesenen modifizierten Datenwert DPROM als auszugebenden Ausgangsdatenwert DAUS auswählt, wenn das Auswahlsignal Q&sub2; von der Adressenübereinstimmung-Erkennungsschaltung 7 aktiv ist, und der den aus dem Masken-ROM-Array 1 ausgelesenen Datenwert DROM als auszugebenden Ausgangsdatenwert DAUS auswählt, wenn das Auswahlsignal Q&sub2; inaktiv ist. Die Eingangsadresse AEIN wird auch an die Adressenspeicherschaltung 6 gegeben, damit modifizierte Daten beim Überschreiben von Daten eingegeben werden können, wie dies nachfolgend im einzelnen beschrieben wird.
Der Halbleiterspeicher 15 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist auch mit einer Eingangsschaltung 9 zum Eingeben neuer Daten beim Überschreiben von Daten versehen. Die Eingangsschaltung 9 ist eine Schnittstellenschaltung, die eine Schnittstelle mit dem externen Datenbus 5' bildet, und die über die Eingangsschaltung 9 vom externen Datenbus 5' eingegebenen Eingangsdaten DIN werden an eine Komparatorschaltung 10 und das PROM-Array 2 geliefert. Außer einem Eingangsdatenwert DEIN wird auch der Ausgangsdatenwert DAUS vom Datenselektor 4 der Komparatorschaltung 10 zugeführt, damit der Eingangsdatenwert DEIN und der Ausgangsdatenwert DAUS miteinander verglichen werden. Wenn diese Daten nicht übereinstimmen, gibt der Komparator 10 ein aktives Nichtübereinstimmungssignal Q&sub1; an die Adressenspeicherschaltung 6 und das PROM-Array 2 aus, was diese dazu veranlaßt, die Eingangsadresse AEIN bzw. den Eingangsdatenwert DEIN abzuspeichern.
Der Betrieb des so aufgebauten Halbleiterspeichers 15 wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 5 beschrieben.
Es sei angenommen, daß in den im Masken-ROM-Array 1 des Halbleiterspeichers 15 abgespeicherten Daten ein Fehler aufgefunden wird, der es erfordert, die abgespeicherten Daten zu überschreiben oder zu modifizieren. Zunächst wird in einem in Fig. 2 dargestellten Schritt S1 eine hohe Schreibspannung an einen (nicht dargestellten) Schreibspannung- Versorgungsanschluß Vpp am PROM-Array 2 zugeführt, und dann wird (in einem Schritt S2) die niedrigste Adresse 0 als Eingangsadresse AEIN gesetzt, und gleichzeitig wird der der Adresse 0 entsprechende modifizierte Datenwert an den externen Datenbus 5' übertragen. Unter Verwendung der Eingangsadresse AEIN wird der Datenwert DROM aus dem Masken-ROM- Array 1 ausgelesen. Da bei diesem speziellen Beispiel noch keine modifizierten Adressen in der Adressenspeicherschaltung 6 abgespeichert sind, gibt der Datenselektor 4 den Datenwert DROM als Ausgangsdatenwert DAUS aus.
Danach vergleicht die Komparatorschaltung 10 den aus dem Masken-ROM-Array 1 unter der der Eingangsadresse AEIN entsprechenden Adresse ausgelesenen Datenwert DROM mit dem über die Eingangsschaltung 9 zugeführten Eingangsdatenwert DEIN (Schritt S3). Wenn diese Daten übereinstimmen, wird überprüft, ob eine Verarbeitung für alle Adressen des Halbleiterspeichers erfolgte (Schritt S4), und wenn dies noch nicht der Fall ist, kehrt der Ablauf zum Schritt S3 zurück, nachdem die Eingangsadresse AEIN inkrementiert wurde (Schritt S5), wobei der Ablauf danach solange wiederholt wird, wie Datenübereinstimmungen vorliegen.
Wenn dagegen der aus dem Masken-ROM-Array 1 ausgelesene Datenwert DAUS im Schritt 53 nicht mit dem Eingangsdatenwert DEIN übereinstimmt, der ein modifizierter Datenwert ist, wird die Eingangsadresse AEIN als modifizierte Adresse in der Adressenspeicherschaltung 6 abgespeichert (Schritt S6), und gleichzeitig wird der Eingangsdatenwert DEIN als modifizierter Datenwert in das PROM-Array 2 eingeschrieben (Schritt S7). Dabei gibt die Adressenspeicherschaltung 6 die Adresse APROM, unter der die modifizierte Adresse abgespeichert ist, über den Decodierer 8 an das PROM-Array 2 aus, damit der Eingangsdatenwert DEIN an der entsprechenden Adresse eingeschrieben wird. Daher werden die in der Adressenspeicherschaltung 6 abgespeicherte modifizierte Adresse und der im PROM-Array 2 abgespeicherte modifizerte Datenwert dadurch miteinander verknüpft, daß der modifizierte Datenwert im PROM-Array unter derselben Adresse abgespeichert wird, unter der die modifizierte Adresse in der Adressenspeicherschaltung 6 abgespeichert wird.
Die Betriebsfolge, die zum Einschreiben des Eingangsdatenwerts DEIN in das PROM-Array 2 führt (Schritt S7) wird nachfolgend unter Bezugnahme auf das Zeitsteuerdiagramm von Fig. 3 beschrieben.
Zunächst wird durch die Verarbeitung im Schritt S1 gemäß Fig. 2 eine hohe Schreibspannung zum Zeitpunkt t&sub1; an den Schreibspannung-Versorgungsanschluß Vpp gelegt, um das PROM- Array 2 zum Einschreiben von Daten vorzubereiten. Danach werden, zu einem Zeitpunkt t&sub2;, die Eingangsadresse AEIN und der Eingangsdatenwert DEIN in den Halbleiterspeicher 15 eingegeben. Nach einer kurzen Verzögerung wird, zu einem Zeitpunkt t&sub3;, der Ausgangsdatenwert DAUS gültig, und er wird mit dem Eingangsdatenwert DEIN verglichen. Wenn zwischen diesen zwei Datenwerten Nichtübereinstimmung erkannt wird, wird das Nichtübereinstimmungssignal Q&sub1; zu einem Zeitpunkt t&sub4; aktiv gesetzt, was die Adressenspeicherschaltung 6 dazu veranlaßt, die Eingangsadresse AEIN als modifizierte Adresse abzuspeichern, während gleichzeitig das Chipfreigabesignal aktiv gemacht wird (d. h., es geht auf "niedrig"), was das PROM- Array 2 dazu veranlaßt, den Eingangsdatenwert DEIN unter der von der Adressenspeicherschaltung 6 vorgegebenen Adresse APROM als modifizierten Datenwert abzuspeichern.
Wenn die modifizierte Adresse in der Adressenspeicherschaltung 6 abgespeichert ist, wird eine Adressenübereinstimmung mit der Eingangsadresse AEIN erkannt, und das Auswahlsignal Q&sub2; wird zu einem Zeitpunkt t&sub5; aktiv gesetzt. Infolgedessen wird der Datenselektor 4 dazu veranlaßt, auf die Seite des PROM-Arrays 2 umzuschalten, und zu einem Zeitpunkt t&sub6; wird das Ausgangsfreigabesignal aktiv gesetzt, wodurch der gerade abgespeicherte, modifizierte Datenwert DPROM aus dem PROM-Array 2 ausgelesen wird. Der modifizierte Datenwert DPROM wird der Komparatorschaltung 10 als Ausgangsdatenwert DAUS zugeführt, wo er mit dem Eingangsdatenwert DEIN verglichen wird. Wenn diese Datenwerte übereinstimmen und der Einschreibvorgang sich demgemäß als erfolgreich zeigt, wird die Verarbeitung in einem Schritt 57 abgeschlossen.
Die vorstehende Beschreibung behandelt den Fall, daß ein Datenwert beim ersten Versuch erfolgreich in das PROM-Array 2 eingeschrieben wurde. Wegen Schwankungen in den Schreibeigenschaften eines EPROMs ist jedoch die Einschreibzeit lang, mit einer sich daraus ergebenden Verringerung der Produktivität, wenn zuverlässiges Dateneinschreiben beim ersten Versuch gewährleistet sein soll. Daher wird der tatsächliche Schreibvorgang für den PROM vorzugsweise mit dem in Fig. 4 dargestellten Ablauf ausgeführt. Zunächst wird ein Zählwert n auf 0 gesetzt (Schritt S11), und nach dem Inkrementieren des Zählwerts n um 1 (Schritt S12) wird ein Datenschreibvorgang für 1 ms (Schritt S13) ausgeführt. Danach erfolgt eine Leseüberprüfung, um den eingeschriebenen Datenwert zu bestätigen (Schritt S14), und wenn der Datenschreibvorgang nicht erfolgreich war, wird die im Schritt S12 beginnende Schleife wiederholt, bis der Zählwert n 25 erreicht (Schritt S15) . Wenn kein erfolgreiches Dateneinschreiben erzielt wurde, bis der Zählwert n 25 erreicht hat, wird der Prozeß beendet, und es wird eine geeignete Fehlerverarbeitung ausgeführt (Schritt S16). Wenn bei der Leseüberprüfung im Schritt S14 festgestellt wird, daß das Einschreiben erfolgreich ausgeführt wurde, wird der aktuelle Zählwert n, der die bisherige Anzahl versuchter Schreibvorgänge repräsentiert, verdreifacht, und es wird ein zusätzlicher Schreibvorgang für eine Zeitdauer ausgeführt, die ((3 x n) ms) entspricht (Schritt S17), woraufhin der Prozeß normal endet. So wird die mittlere Schreibzeit im Vergleich zum Fall verringert, bei dem das Dateneinschreiben nur einmal ausgeführt wird.
Wenn das Einschreiben in das PROM-Array 2 wie vorstehend beschrieben abgeschlossen ist, geht der Prozeß vom Schritt S7 zum Schritt S4 über, in dem überprüft wird, ob die Verarbeitung für alle Adressen erfolgte. Wenn dies noch nicht der Fall ist, wird die Verarbeitung der Schritte S6 und S7 jedesmal dann wiederholt, wenn eine Nichtübereinstimmung zwischen dem Eingangsdatenwert DEIN und dem Datenwert DROM auftritt. Wenn die Verarbeitung für alle Adressen abgeschlossen wurde, wird die an den Schreibspannung-Versorgungsanschluß Vpp angelegte Schreibspannung weggenommen (Schritt S8), und nach dem Ausführen einer Leseüberprüfung für alle Adressen (Schritt S9) wird der Datenüberschreibprozeß abgeschlossen.
Wie beschrieben, wird beim Halbleiterspeicher des vorliegenden Ausführungsbeispiels ein modifizierter Datenwert mit dem im Masken-ROM-Array 1 abgespeicherten ursprünglichen Datenwert verglichen, und nur solche Datenteile, die sich von den ursprünglichen Daten unterscheiden, werden im PROM-Array 2 abgespeichert, wodurch ein teilweises Überschreiben der Daten erzielt wird.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Überprüfung im Schritt S3 des vorstehend genannten Datenüberschreibprozesses unter Verwendung der innerhalb des Halbleiterspeichers liegenden Komparatorschaltung 10 ausgeführt, und die Chipfreigabesignale usw. werden extern durch Überwachen des Zustandes des Nichtübereinstimmungssignals Q&sub1; gesteuert. Jedoch kann die gesamte Verarbeitung durch interne Hardware des Halbleiterspeichers ausgeführt werden oder, alternativ, kann die Verarbeitung einschließlich der Vergleichsüberprüfung durch die Komparatorschaltung 10 unter Verwendung eines externen Betriebsprogramms ausgeführt werden.
Es wird nun unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm von Fig. 5 der Betrieb zum Lesen von Daten aus dem so überschriebenen Halbleiterspeicher beschrieben. Derselbe Lesevorgang wird auch bei der Leseüberprüfung im Schritt S9 in Fig. 2 ausgeführt.
Zunächst wird die Eingangsadresse AEIN, auf die durch das System ein Zugriff erfolgt, eingegeben (Schritt S21), und die Adressenübereinstimmung-Erkennungsschaltung 7 überprüft, ob irgendeine modifizierte Adresse, die mit der Zugriffsadresse übereinstimmt, in der Adressenspeicherschaltung 6 abgespeichert ist (Schritt S22). Wenn keine Adressenübereinstimmung besteht, wird, da das Auswahlsignal Q&sub2; inaktiv bleibt, der aus dem Masken-ROM-Array 1 gelesene Datenwert DROM als Ausgangsdatenwert DAUS gelesen (Schritt S23). Daher werden die ursprünglich im Masken-ROM-Array 1 abgespeicherten Daten direkt für die Teile von Daten ausgelesen, die nicht modifiziert wurden.
Wenn dagegen im Schritt 522 eine Adressenübereinstimmung druch die Adressenübereinstimmung-Erkennungsschaltung 27 erkannt wird, wird die Adresse APROM in der Adressenspeicherschaltung 6, unter der die modifizierte Adresse abgespeichert ist, an das PROM-Array 2 übertragen, um aus der entsprechenden Adresse den modifizierten Datenwert DPROM auszulesen. Die in der Adressenspeicherschaltung 6 abgespeicherte modifizierte Adresse repräsentiert die Eingangsadresse AEIN, die eingegeben wurde, wenn eine Nichtübereinstimmung zwischen dem im Masken-ROM-Array 1 abgespeicherten Datenwert DROM und dem Eingangsdatenwert DEIN während des vorigen Datenüberschreibprozesses festgestellt wurde, und der aus dem PROM-Array 2 ausgelesene modifizierte Datenwert DPROM entspricht dem Eingangsdatenwert DEIN, der zu diesem Zeitpunkt eingegeben wurde. Wenn Adressenübereinstimmung erkannt wird, setzt die Adressenübereinstimmung-Erkennungsschaltung 7 das Auswahlsignal Q&sub2; aktiv, was den Datenselektor 4 dazu veranlaßt, auf die Seite des PROM-Arrays 2 umzuschalten. Im Ergebnis wird der aus dem Masken-ROM-Array 1 ausgelesene ursprüngliche Datenwert DROM durch den Datenselektor 4 gesperrt, was es erlaubt, daß der aus dem PROM-Array 2 ausgelesene modifizierte Datenwert DPROM als Ausgangsdatenwert DAUS ausgegeben wird (Schritt S24).
So wird beim Halbleiterspeicher gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der aus dem Masken-ROM-Array 1 ausgelesene Datenwert direkt für solche Teile von Daten ausgegeben, die beim Überschreiben von Daten nicht Gegenstand einer Modifizierung waren, während für die modifizierten Teile die aus dem PROM-Array 2 gelesenen Daten ausgegeben werden, was es ermöglicht, im wesentlichen einen Teil der abgespeicherten Daten zu überschreiben, und zwar innerhalb der Speicherkapazität des PROM-Arrays 2, obwohl ein Aufbau vorliegt, der einen Festwertspeicher darstellt, der hauptsächlich aus einem billigen Masken-ROM besteht.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist es erforderlich, da zufällig auf die Adressen des Halbleiterspeichers zugegriffen wird, daß die Adressenübereinstimmung-Erkennungsschaltung 7 die Eingangsadresse AEIN der Reihe nach mit jeder modifizierten Adresse vergleicht, wie sie von der Adressenspeicherschaltung 6 geliefert wird (obwohl es möglich ist, den Erkennungsprozeß durch eine Verarbeitung zu beschleunigen, bei der bestimmt wird, daß keine Adressenübereinstimmung existiert, wenn die in der Reihenfolge gelieferte modifizierte Adresse höher als die Eingangsadresse AEIN wird). In Fällen, in denen immer der Reihe nach auf die im Halbleiterspeicher abgespeicherten Daten zugegriffen wird, kann die Ausbildung jedoch so erfolgen, daß die Adressenübereinstimmung-Erkennungsschaltung 7 zunächst die oberste modifizierte Adresse aus der Adressenspeicherschaltung 6 aus liest und die modifizierte Adresse jedesmal dann inkrementiert, wenn sie mit der Eingangsadresse AEIN übereinstimmt, wodurch immer nur ein Vergleich mit einer einzigen modifizierten Adresse erforderlich ist.
Wie es aus der vorstehenden Beschreibung erkennbar ist, ist es beim erfindungsgemäßen Halbleiterspeicher möglich, da der Ausgangsdatenselektor 4 nur für modifizierte Bereiche automatisch Daten aus dem PROM ausliest und die so ausgelesenen Daten ausgibt, obwohl die ursprünglichen Daten im Masken-ROM abgespeichert sind, daß die abgespeicherten Daten im wesentlichen innerhalb der Speicherkapazität des PROMs überschrieben werden. Ferner kann die Kostenzunahme gegenüber einem Aufbau mit einem einzelnen Masken-ROM dadurch minimiert werden, daß die Speicherkapazität des PROMs ausreichend kleiner als die des Masken-ROMs gemacht wird. Es ist zu beachten, daß nur diejenigen im Masken-ROM-Array 1 abgespeicherten Daten im PROM-Array 2 überschrieben werden müssen, die Fehler enthalten, wodurch die erforderliche Speicherkapazität des PROMs 2 verringert ist. Auch kann das teilweise Überschreiben der Masken-ROM-Daten innerhalb kurzer Zeit ausgeführt werden, da ein gewöhnlicher Schreibalgorithmus zum Überschreiben des Masken-ROMs verwendet werden kann.
Es ist zu beachten, daß dem Fachmann verschiedene andere Modifizierungen erkennbar sind und von diesem leicht ausgeführt werden können, ohne vom Schutzbereich der Erfindung abzuweichen. Demgemäß ist es nicht beabsichtigt, daß der Schutzbereich der hier beigefügten Ansprüche auf die hier beschriebenen speziellen Ausführungsbeispiele beschränkt ist.

Claims

1. Halbleiterspeicher mit:

- einem Festwertspeicher (ROM) (1) mit darin abgespeicherten ursprünglichen Daten (DROM);

- einem programmierbaren Festwertspeicher (PROM) (2) zum Abspeichern von Ersetzungsdaten (DPROM) zum Ersetzen eines Teils der ursprünglichen Daten;

- einer Adressenspeichereinrichtung (6) zum Abspeichern einer oder mehrerer Adressen, die einer oder mehreren Adressen im ROM entsprechen, die den Teil der zu ersetzenden ursprünglichen Daten enthalten;

- einer Adressenvergleichseinrichtung (7) zum Vergleichen einer Zugriffsadresse (AEIN) mit mindestens einer der abgespeicherten Adressen und zum Ausgeben, auf Grundlage des Vergleichs, entweder einer ersten oder einer zweiten Vergleichsantwort (Q&sub2;) ; und

- einer Ausgangsdatenselektoreinrichtung (4) zum Ausgeben des aus dem PROM ausgelesenen Ersetzungsdatenwerts, der einer der abgespeicherten Adressen entspricht, wenn die erste Vergleichsantwort erkannt wird, und zum Ausgeben des aus dem ROM unter der Zugriffsadresse ausgelesenen ursprünglichen Datenwerts, wenn die zweite Vergleichsantwort erkannt wird; gekennzeichnet durch eine Komparatoreinrichtung (10) zum Vergleichen eines Eingangsdatenwerts (DEIN) mit dem aus dem ROM ausgelesenen ursprünglichen Datenwert, zum automatischen Einspeichern von Teilen der Eingangsdaten, die sich von den ursprünglichen Daten unterscheiden, als Ersetzungsdaten im PROM, und zum automatischen Abspeichern der Adressen der ursprünglichen Daten, die sich von den Eingangsdaten unterscheiden, in der Adressenspeichereinrichtung.

2. Halbleiterspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Adressen in der Adressenspeichereinrichtung (6) an Adressen abgespeichert werden, die jeweils den Adressen (APROM) im PROM entsprechen, unter dem die Ersetzungsdaten abgespeichert sind.

3. Halbleiterspeicher nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem die erste Vergleichsantwort geliefert wird, wenn die Zugriffsadresse (AEIN) und eine der abgespeicherten Adressen übereinstimmen, und die zweite Vergleichsantwort geliefert wird, wenn die Zugriffsadresse nicht mit den abgespeicherten Adressen übereinstimmt.

4. Halbleiterspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Speicherkapazität des PROMs (2) kleiner als die Speicherkapazität des ROMs (1) ist.

5. Halbleiterspeicher nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der ROM (1) einen Masken-ROM aufweist.

6. Halbleiterspeicher nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der PROM (2) einen löschbaren PROM (EPROM) aufweist.

7. Halbleiterspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem der PROM (2) einen elektrisch löschbaren PROM (EEPROM) aufweist.