JPH0252894B2 - - Google Patents

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JPH0252894B2
JPH0252894B2 JP57124269A JP12426982A JPH0252894B2 JP H0252894 B2 JPH0252894 B2 JP H0252894B2 JP 57124269 A JP57124269 A JP 57124269A JP 12426982 A JP12426982 A JP 12426982A JP H0252894 B2 JPH0252894 B2 JP H0252894B2
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JP
Japan
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storage
matrix
binary counter
volatile
counter
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Application number
JP57124269A
Other languages
English (en)
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JPS5824243A (ja
Inventor
Birumusumeiyaa Kurausu
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.)
TDK Micronas GmbH
Original Assignee
Deutsche ITT Industries GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Deutsche ITT Industries GmbH filed Critical Deutsche ITT Industries GmbH
Publication of JPS5824243A publication Critical patent/JPS5824243A/ja
Publication of JPH0252894B2 publication Critical patent/JPH0252894B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K21/00Details of pulse counters or frequency dividers
    • H03K21/40Monitoring; Error detection; Preventing or correcting improper counter operation
    • H03K21/403Arrangements for storing the counting state in case of power supply interruption

Landscapes

  • Read Only Memory (AREA)
  • Non-Volatile Memory (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明はnビツトのデジタル語の非揮発性蓄
積用カウンタに関するものであり、特に電気的に
プログラム可能な半導体蓄積素子を使用したその
ようなカウンタに関するものである。
〔背景技術の説明〕
MNOSトランジスタ或は浮遊ゲートトランジ
スタのような非揮発性で、読取可能で、電気的に
プログラム可能な半導体蓄積素子によつて、時時
刻々変化する情報を、電源の遮断時においても維
持されるように電気的に蓄積することが可能であ
る。そのような電気的にプログラム可能な半導体
部品を使用した蓄積素子の実例は西ドイツ特許公
報DE−AS2442131号、2442132号および2442134
号に示されている。
非揮発性蓄積用カウンタに関する最も簡単な一
例は例えば動作−時間計(パワーオン時間計)或
はマイル時間指示器として使用されているような
機械的カウンタである。それはnビツトのデジタ
ル語用の蓄積に関するものであるべきである。
そのような機械的カウンタが電子的な等価な2
進カウンタとして設計される時、それは0から2k
−1をカウントすることができるための少なくと
もk個の素子を持たなければならないが、もしも
カウンタの読出しが動作電圧の供給がされないで
長時間保留されなければならないならば、蓄積素
子はそれぞれ少なくとも1個の非揮発性で電気的
にプログラム可能な蓄積素子を具備しなければな
らないことによつて問題が生じる。
MNOS電界効果トランジスタ或は浮遊電位の
ゲート電極を備えた電界効果トランジスタのよう
な非揮発性で読取可能な半導体蓄積素子はその蓄
積能力が再プログ動作数の増加と共に減少する性
質を有していることが知られており、これは劣化
と呼ばれている。それ故限定されたプログラムサ
イクル数が許容されるに過ぎない。非揮発性蓄積
のためのそのような電子的カウンタにおいては連
続してカウントする時の新しい情報は再プログラ
ムの方法によつて蓄積されている。したがつて書
込−消去サイクルの制限された回数において電気
的にプログラム可能な半導体蓄積素子で設計され
た通常の2進カウンタが使用される場合には非揮
発性蓄積のため電子的カウンタによつて到達でき
る最高数に対するカウント制限が同時に認められ
るという問題が生じる。
電気的にプログラム可能な蓄積素子の前述の劣
化に関して電気的にプログラム可能な半導体蓄積
素子を使用する簡単な2進カウンタは次のような
2つの欠点を有している。
(a) 情報の桁上げのために少なくとも2個の段は
その内容を変化させなければならないから、再
プログラム数はカウントステツプの数より大き
い。再プログラムの数はカウントステツプの数
の略々2倍の大きさである。
(b) 最低桁のビツト(LSB)が最もしばしば、
すなわち毎回のカウントステツプにおいて再プ
ログラムされ、したがつて蓄積トランジスタの
可能な書込−消去サイクルの最大回数として最
大限2倍の大きさ(1サイクルは2個の再プロ
グラム、すなわち書込と消去から成る)である
蓄積されるべき最大数(n−ビツトデジタル
語)はこの最低桁ビツトだけで決定される。
〔発明の概要〕
この発明の目的は、前述の型式の電気的にプロ
グラム可能な半導体蓄積素子を使用して蓄積時間
に何等の損失を生じることなく大きなカウンタの
読みを有することのできる非揮発性蓄積用電子的
カウンタを提供することである。
この問題を解決するために、この発明は最低桁
の或る数に対してマトリツクス蓄積装置が使用さ
れ、その蓄積素子が連続的にプログラムされる前
述の型式の非揮発性で電気的にプログラム可能な
蓄積素子から成り、それ故このマトリツクス蓄積
装置の全ての蓄積素子が均等に負荷されるという
基本的なアイデアに基づいている。
すなわち、この発明においては、非揮発性蓄積
用カウンタにおいて、蓄積マトリツクスと主蓄積
装置と2安定蓄積セルとクロツク制御されるシー
ケンス制御装置とを具備し、蓄積マトリツクス
が、ワードシフトレジスタおよびビツトシフトレ
ジスタを介してビツト的に選択された2m個の非揮
発性で電気的にプログラム可能な蓄積素子を具備
し、2進カウンタがm+nの2安定蓄積セルを備
え、その最上桁ビツトから数えてn個の2安定蓄
積セルが主蓄積装置の非揮発性蓄積素子の一つに
それぞれ結合され、クロツク制御されるシーケン
ス制御装置においてはリセツト信号が前記2進カ
ウンタ、前記ビツトシフトレジスタ、および前記
ワードシフトレジスタをリセツトし、読取りサイ
クルの読取りパルスにより前記主蓄積装置および
前記蓄積マトリツクスの両者に含まれている情報
が前記2進カウンタに書込まれ、第1の消去信号
が前記主蓄積装置および前記蓄積マトリツクスの
両者の蓄積素子を消去し、各2mのカウントパルス
の後に第2の消去信号が生成されることを特徴と
する。
このように構成された非揮発性蓄積用カウンタ
では、 (a) 殆んど全てのカウントステツプ中、ただ1個
の蓄積素子が再プログラムされ、および (b) 殆んど全ての蓄積素子は同じ回数の書込−消
去サイクルを受ける。
理論的には、zが蓄積トランジスタが持つこと
のできる書込−消去サイクルの数であり、この発
明によつて非揮発性蓄積用カウンタ中にN個の蓄
積トランジスタが含まれている時、2・z・Nま
でのカウントが可能である。ここでNが充分大き
い場合において2n−1>2z・Nである。それに比
較してサイクルの一部分だけ、例えば書込だけが
各蓄積トランジスタに対して個々に行なうことが
できる装置の場合にはカウントステツプの最大数
はもつと小さくなることに注意しなければならな
い。この発明によつてこの最大数にできるだけ近
くすることが試みられている。
〔発明の実施例〕
できるだけ高い値に最大可能なカウントステツ
プ数をするためにこの発明によるカウンタは2部
分に分けられている。主要部分は前述の型式の少
なくとも1個の蓄積トランジスタをそれぞれ備え
た2m個の非揮発性の電気的にプログラム可能な蓄
積素子から成る第2図に示すようなマトリツクス
Mによつて形成されている。蓄積マトリツクスM
の2m個の蓄積素子はそれ等2m個の蓄積素子が各カ
ウントステツプで順番に再プログラムされるよう
にワードシフトレジスタWSRおよびビツトシフ
トレジスタBSRを経由してビツト的に選択され
る。
蓄積マトリツクスM内におけるカウントプロセ
スと同期して2進カウンタBz中でカウントプロ
セスが実行される。そこにおいてはプログラムで
きない回路素子しか備えられておらず揮発性蓄積
だけが可能である。したがつて前述の劣化を生じ
ることはない。この2進カウンタBzはm+n個
の2安定蓄積素子を備え、その最大桁ビツト
MSBから数えてn個の蓄積素子は主蓄積装置Hs
のそれぞれ1個の非揮発性蓄積素子と結合されて
いる。この主蓄積装置Hsは蓄積マトリツクスと
全く同様に再プログラム可能な蓄積素子を具備し
ている。
蓄積マトリツクスMの第2m番目の蓄積素子が再
プログラムされる(再書込みされる)や否や2進
カウンタBzの第m+1番目のビツトは次のカウ
ントパルスに応答して論理1を受ける。第1図に
示すようにこのカウントパルスはφでクロツクさ
れるシーケンス制御装置Aに供給され、第2の出
力端子A2に消去信号を発生させる。そのため第
2の出力端子A2に接続されている消去パルス段
Erにおいては消去パルスが発生され、それによつ
て全蓄積マトリツクスMの再プログラムが行なわ
れる。
シーケンス制御装置Aは、カウントの始めにシ
ーケンス制御装置Aに信号Spが供給される時、最
初の消去信号が第2の出力端子A2に現われ、そ
れは主蓄積装置Hsの蓄積素子を消去するだけで
なく、また蓄積マトリツクスMの蓄積素子の消去
も行なう。次いで、2mのカウントパルス後に毎回
第2の消去信号が第2の出力端子A2に現われ
る。しかしながらこの第2回目以降の消去信号は
単に蓄積マトリツクスMの蓄積素子を消去するに
過ぎない。
クロツク信号φおよびカウントスタート信号Sp
の外に電源電圧UおよびカウントパルスCpがシー
ケンス制御装置Aに供給される。
シーケンス制御装置Aはカウントの始めにおい
て、或は電源電圧の遮断された後の再動作におい
てリセツト信号を第1の出力端子A1に出力さ
せ、それはリセツト・読取段Rsを経由してリセ
ツトパルスを発生し、そのリセツトパルスは2進
カウントBz、ビツトシフトレジスタBSRおよび
ワードシフトレジスタWSRをリセツトさせる。
それに続いて与えられたプログラムに従つてリセ
ツト・読取段Rs中に読取サイクルの読取パルス
が発生され、それによつて主蓄積装置Hs中およ
び蓄積マトリツクスM中に含まれていた情報が2
進カウンタBzに書込まれる。
蓄積マトリツクスM中のならびに主蓄積装置
Hs中の蓄積トランジスタはカウント動作の開始
時および消去サイクルの過程中例えば論理ゼロを
表わす低い方のしきい値電圧(UDD)−値に設定
される。この後、電源電圧の再投入或はスイツチ
オン後、電圧遮断の場合に行なわれるようにリセ
ツトおよび読取サイクルが行なわれる。このよう
にして2進カウンタBzは2進シーケンス000……
0を有し、一方ビツトシフトレジスタBSRおよ
びワードシフトレジスタWSRは100……0にされ
る。
最初の読取動作の過程において主蓄積装置Hs
の内容はビツト位置m+1乃至nに書込まれる。
さらに蓄積マトリツクスMの第1のワードの内容
はビツトシフトレジスタBSR中に取込まれる。
クロツクによつてビツトシフトレジスタBSR中
に含まれた全情報は1つずつ論理的にシフトさ
れ、この過程において2進カウンタBzによつて
記録される。以下説明するようなカウントの方法
で取出すことのできる情報は完全に或は一部分だ
けが1で占められているワードから成つている。
完全に1で占められているワードの論理シフトに
続いて蓄積マトリツクスMのそれぞれ次のワード
が読取られ、論理的にシフトされ、2進カウンタ
Bz中に書込まれる。少なくとも1個のゼロを有
するワードに続いてもはや次のワードへの切替え
は行なわれない。しかしながら蓄積マトリツクス
M中に存在するカウンタの読取による2進カウン
タ中の到達したカウンタの読みによつて正常のカ
ウント動作に切替られる。
さらにシーケンス制御装置は次のとおり設計さ
れている。すなわち、各カウントパルスに応答し
て書込み信号が第3の出力端子A3に生じ、そこ
においてブスB1を通つて蓄積マトリツクスMの
ゲート線GLおよび2進カウンタBzの入力端子が
各カウントパルスに続く書込パルスを供給され
る。
したがつて、各カウントパルスは2進カウンタ
Bzならびに蓄積マトリツクスM中に記録される。
蓄積マトリツクスMにおいてはワードシフトレジ
スタWSRおよびビツトシフトレジスタBSRによ
つて選択された位置に対応する別の蓄積素子が先
行する蓄積素子の状態を取る。ビツトシフトレジ
スタBSRの新しい状態は1個の単一の“1”に
よつてワードシフトレジスタWSR中で特徴づけ
られるワード中に書込まれる。ビツトシフトレジ
スタBSRが一杯になると1はワードシフトレジ
スタWSR中でさらに1つの位置だけシフトされ、
ビツトシフトレジスタBSRは(100……0)とな
る。蓄積マトリツクスMの全蓄積素子が書込まれ
た後、主蓄積装置Hsは蓄積マトリツクスMと同
様に消去され、2進カウンタBz中に含まれてい
た情報は主蓄積装置Hs中に書込まれる。その後
ビツトシフトレジスタBSRおよびワードシフト
レジスタWSRは(100……0)にされる。
前述の実施例においてはビツト的に書込まれ、
ワードオリエントされた方法で消去することがで
きる蓄積素子中に非揮発性蓄積が行なわれるもの
と仮定した。蓄積マトリツクスM中に1000或は
2000個の蓄積トランジスタを集積することは容易
に可能であるから、各段に蓄積トランジスタを使
用している前述の種類の2進カウンタに比較して
最大蓄積可能数は103倍に増加される。
非揮発性の電気的にプログラム可能な蓄積素子
が1個のトランジスタの素子か2個のトランジス
タの素子かその何れを有するように設計されてい
るか、およびビツト的に消去されるように設計さ
れているのか行的に消去されるように設計されて
いるかによつて2進カウンタBzの全体の回路お
よびプログラムシーケンスは若干変更されなけれ
ばならない。
最も簡単な場合には蓄積マトリツクスMの蓄積
素子はそれぞれ1個の蓄積トランジスタ、例えば
MNOS電界効果トランジスタで構成される。第
2図はそのような蓄積マトリツクスの回路の一部
分を示す。この蓄積マトリツクスMは4個の蓄積
素子が示され、それぞれ1個のMNOS電界効果
トランジスタT11,T12,T21,T22を
具備している。MNOS電界効果トランジスタT
11,T12,T21,T22のゲート電極は行
的にワード線WL1,WL2に接続されている。
各トランジスタのソース電極はビツトシフトレジ
スタBSRのフリツプフロツプ素子FF1,FF2,
FF3,…の設定入力端子に列的に接続されてい
る。一方ドレイン電極は電圧UDDの電源に接続さ
れている。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明によるカウンタの1実施例の
ブロツク図を示し、第2図はMNOS電界効果ト
ランジスタにより形成された蓄積素子を有する蓄
積マトリツクスを部分的に示す。 M……蓄積マトリツクス、A……シーケンス制
御装置、Rs……リセツトパルス段、ER……消去
パルス段、C/W……書込パルス段、Hs……主
蓄積装置、Bz……2進カウンタ、MSB……最上
桁、LSB……最下桁、BSR……ビツトシフトレ
ジスタ、WSR……ワードシフトレジスタ、φ…
…クロツク、U,UDD……電源電圧、Sp……カウ
ントスタート信号、Cp……カウントパルス、FF
1,FF2,FF3……フリツプフロツプ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ビツト的に選択されることができる非揮発性
    で電気的にプログラム可能な蓄積素子を具備する
    蓄積マトリツクスと、 非揮発性で電気的にプログラム可能な蓄積素子
    で構成される主蓄積装置と、 2安定蓄積セルから構成されている2進カウン
    タと、 クロツク制御されるシーケンス制御装置とを具
    備し、このシーケンス制御装置は、 カウント動作の開始時は電源遮断の生じた後の
    いずれかにおいて、前記2進カウンタをリセツト
    するリセツト信号を出力させ、それに続いて前記
    蓄積マトリツクス中に含まれている情報が前記2
    進カウンタ中に書込まれる読取りサイクルの読取
    りパルスを出力させる第1の出力と、 カウント動作の開始時に、前記蓄積マトリツク
    スの蓄積素子を消去するための消去信号を出力
    し、全てのカウントパルスの後に前記蓄積マトリ
    ツクスの蓄積素子を消去するための第2の消去信
    号を出力する第2の出力と、 各カウント段階において、前記2進カウンタの
    入力にカウントパルスを供給し、前記蓄積マトリ
    ツクスのゲート線に書込みパルスを供給する第3
    の出力とを具備している非揮発性蓄積用カウンタ
    において、 (a) 蓄積マトリツクスが、ワードシフトレジスタ
    およびビツトシフトレジスタを介してビツト的
    に選択された2m個の非揮発性で電気的にプログ
    ラム可能な蓄積素子を具備し、 (b) 2進カウンタがm+nの2安定蓄積セルを備
    え、その最上桁ビツトから数えてn個の2安定
    蓄積セルが主蓄積装置の非揮発性蓄積素子の一
    つにそれぞれ結合され、 (c) クロツク制御されるシーケンス制御装置にお
    いて、リセツト信号が前記2進カウンタ、前記
    ビツトシフトレジスタ、および前記ワードシフ
    トレジスタをリセツトし、読取りサイクルの読
    取りパルスにより前記主蓄積装置および前記蓄
    積マトリツクスの両者に含まれている情報が前
    記2進カウンタに書込まれ、第1の消去信号が
    前記主蓄積装置および前記蓄積マトリツクスの
    両者の蓄積素子を消去し、各2mのカウントパル
    スの後に第2の消去信号が生成されることを特
    徴とする非揮発性蓄積用カウンタ。
JP57124269A 1981-07-16 1982-07-16 非揮発性蓄積用カウンタ Granted JPS5824243A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3128127.3 1981-07-16
DE19813128127 DE3128127A1 (de) 1981-07-16 1981-07-16 Zaehler mit nichtfluechtiger speicherung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5824243A JPS5824243A (ja) 1983-02-14
JPH0252894B2 true JPH0252894B2 (ja) 1990-11-15

Family

ID=6137061

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57124269A Granted JPS5824243A (ja) 1981-07-16 1982-07-16 非揮発性蓄積用カウンタ

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4530108A (ja)
EP (1) EP0070461B1 (ja)
JP (1) JPS5824243A (ja)
DE (2) DE3128127A1 (ja)

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