JPH03218547A - Semiconductor storage device - Google Patents
Semiconductor storage deviceInfo
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- JPH03218547A JPH03218547A JP2316972A JP31697290A JPH03218547A JP H03218547 A JPH03218547 A JP H03218547A JP 2316972 A JP2316972 A JP 2316972A JP 31697290 A JP31697290 A JP 31697290A JP H03218547 A JPH03218547 A JP H03218547A
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- memory cell
- cell array
- random access
- access memory
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は半導体記憶装置に関するものである。[Detailed description of the invention] Industrial applications The present invention relates to a semiconductor memory device.
従来の技術
近年ますます高機能化および高集積化の進むマイクロプ
ロセッサは、仮想記憶方式を採用するとともに、アドレ
ス変換装置といくつかのメモリ、例えば物理アドレスで
アクセスされるキャシュメモリ等を内蔵する傾向にある
。一例として、アドレス変換装置とキャッシュメモリを
内蔵する場合の主要な動作を述べると、先ずアドレス変
換装置に対して論理アドレスが与えられ、アドレス変換
装置はそれに対応した物理アドレスを出力し、一方、キ
ャッシュメモリの中のタグメモリも物理アドレスを出力
する。アドレス変換装置とキャッシュメモリから出力さ
れた二つの物理アドレスは、比較器に転送されて比較さ
れるというものである。このように、従来の半導体記憶
装置では、アドレス変換装置といくつかのメモリが出力
するデータを他の同一機能ブロックに転送するという処
理が一般的に必要である。マイクロプロセッサの動作周
波数が高まるにつれて、このような処理の高速化がます
ます必要になってきており、従来は、アドレス変換装置
やメモリなどの各機能ブロック自身の高速化によって処
理の高速化を図るという方法を用いていた。BACKGROUND OF THE INVENTION Microprocessors, which have become increasingly sophisticated and highly integrated in recent years, tend to adopt a virtual memory system and also incorporate an address translation device and some memory, such as cache memory that is accessed using physical addresses. It is in. As an example, to describe the main operations when an address translation device and a cache memory are built in, first a logical address is given to the address translation device, the address translation device outputs the corresponding physical address, and on the other hand, the address translation device outputs the corresponding physical address. The tag memory in memory also outputs the physical address. Two physical addresses output from the address translation device and the cache memory are transferred to a comparator and compared. As described above, in conventional semiconductor memory devices, it is generally necessary to transfer data output from an address translation device and some memories to other identical functional blocks. As the operating frequency of microprocessors increases, it has become increasingly necessary to speed up such processing, and conventionally, processing speeds have been achieved by increasing the speed of each functional block itself, such as the address translation device and memory. The method was used.
発明が解決しようとする課題
しかしながら、上記の従来例では、アドレス変換装置と
その他のメモリは独立した機能ブロックとみなされ、実
際の構成および配置も別々に分離しており、これらから
出力されたデータを遠方にある同一機能ブロックに転送
する必要がある。このため転送先の機能ブロックが、デ
ータを出力するアドレス変換装置またはタグメモリのど
ちらか一方の近くに配置されていたとしても、少なくと
もアドレス変換装置とタグメモリ間の距離については転
送を行なわねばならず、その転送時間が処理の高速化を
妨げる一因になっていた。Problems to be Solved by the Invention However, in the conventional example described above, the address translation device and other memories are regarded as independent functional blocks, and the actual configuration and arrangement are also separated, and the data output from them is need to be transferred to the same functional block located far away. Therefore, even if the transfer destination functional block is located near either the address translation device that outputs data or the tag memory, the transfer must be performed at least for the distance between the address translation device and the tag memory. First, the transfer time was a factor that hindered speeding up of processing.
本発明は上記のような従来技術の問題点に鑑み、アドレ
ス変換装置といくつかのメモリから出力されたデータを
他の同一機能ブロックに転送する際に、転送距離を短く
することにより転送時間を短縮するようにした半導体記
憶装置を提供することを目的とする。In view of the problems of the prior art as described above, the present invention reduces the transfer time by shortening the transfer distance when transferring data output from an address translation device and several memories to other same functional blocks. It is an object of the present invention to provide a semiconductor memory device that is shortened in size.
課題を解決するための手段
上記目的を達成するために、本発明による半導体記憶装
置は、アドレス変換装置の1エントリが、連想メモリセ
ルアレイと、第1のランダムアクセスメモリセルアレイ
と、第2のランダムアクセスメモリセルアレイと、連想
メモリセルアレイのワード信号を生成する第1のデコー
ド手段と、連想メモリセルアレイのワード信号および比
較結果を用いて第1のランダムアクセスメモリセルアレ
イのワード信号を生成する制御手段と、第2のランダム
アクセスメモリセルアレイのワード信号を生成する第2
のデコード手段とを備えている。Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, a semiconductor memory device according to the present invention provides a semiconductor memory device in which one entry of an address translation device includes a content addressable memory cell array, a first random access memory cell array, and a second random access memory cell array. a memory cell array; a first decoding means for generating a word signal for the content addressable memory cell array; a control means for generating a word signal for the first random access memory cell array using the word signal for the content addressable memory cell array and a comparison result; a second random access memory cell array generating a word signal for the second random access memory cell array;
decoding means.
本発明はまた、第2のランダムアクセスメモリセルアレ
イがキャッシュタグメモリセルアレイであり、さらに1
エントリに含まれるランダムアクセスメモリセルアレイ
群のうち少なくとも二つのランダムアクセスメモリセル
アレイがビット線に垂直な方向に平行に配置された構成
を有している。The present invention also provides that the second random access memory cell array is a cache tag memory cell array;
At least two random access memory cell arrays of the random access memory cell array group included in the entry are arranged in parallel in a direction perpendicular to the bit line.
本発明はまた、第1のアドレス変換装置の1エントリが
、第1の連想メモリセルアレイと、第1のランダムアク
セスメモリセルアレイと、第2のランダムアクセスメモ
リセルアレイと、第1の連想メモリセルアレイのワード
信号を生成する第1のデコード手段と、第1の連想メモ
リセルアレイのワード信号および比較結果を用いて第1
のランダムアクセスメモリセルアレイのワード信号を生
成する第1゜の制御手段とから構成され、第2のアドレ
ス変換装置の1エントリが、第2の連想メモリセルアレ
イと、第3のランダムアクセスメモリセルアレイと、第
4のランダムアクセスメモリセルアレイと、第2の連想
メモリセルアレイのワード信号を生成する第2のデコー
ド手段と、第2の連想メモリセルアレイのワード信号お
よび比較結果を用いて第3のランダムアクセスメモリセ
ルアレイのワード信号を生成する第2の制御手段とから
構成され、これら第1および第2のアドレス変換装置の
1エントリが、第2および第4のランダムアクセスメモ
リセルアレイのワード信号を生成する第3のデコード手
段を中心にビット線が平行になるように左右に配置され
ている。The present invention also provides that one entry of the first address translation device is a word of the first associative memory cell array, the first random access memory cell array, the second random access memory cell array, and the first associative memory cell array. a first decoding means that generates a signal;
a first control means for generating a word signal for a random access memory cell array, and one entry of the second address translation device includes a second associative memory cell array, a third random access memory cell array, a fourth random access memory cell array, a second decoding means for generating a word signal of the second content addressable memory cell array, and a third random access memory cell array using the word signal of the second content addressable memory cell array and the comparison result. a second control means for generating a word signal for the second and fourth random access memory cell arrays, and one entry of the first and second address translation devices generates a word signal for the second and fourth random access memory cell arrays. The bit lines are arranged left and right in parallel with the decoding means at the center.
本発明はまた、第1のアドレス変換装置の1エントリが
、第1の連想メモリセルアレイと、第1のランダムアク
セスメモリセルアレイと、第2のランダムアクセスメモ
リセルアレイと、第2のランダムアクセスメモリセルア
レイのワード信号を生成する第1のデコード手段と、第
1の連想メモリセルアレイのワード信号および比較結果
を用いて第1のランダムアクセスメモリアレイのワード
信号を生成する第1の制御手段とから構成され、第2の
アドレス変換装置の1エントリが、第2の連想メモリセ
ルアレイと、第3のランダムアクセスメモリセルアレイ
と、第4のランダムアクセスメモリセルアレイと、第4
のランダムアクセスメモリセルアレイのワード信号を生
成する第2のデコード手段と、第2の連想メモリセルア
レイのワード信号および比較結果を用いて第3のランダ
ムアクセスメモリアレイのワード信号を生成する第2の
制御手段とから構成され、これら第1および第2のアド
レス変換装置の1エントリが、第1および第2の連想メ
モリセルアレイのワード信号を生成する第3のデコード
手段を中心にビット線が平行になるように左右に配置さ
れている。The present invention also provides that one entry of the first address translation device includes a first associative memory cell array, a first random access memory cell array, a second random access memory cell array, and a second random access memory cell array. The first decoding means generates a word signal, and the first control means generates a word signal of the first random access memory array using the word signal of the first content addressable memory cell array and the comparison result, One entry of the second address translation device includes a second associative memory cell array, a third random access memory cell array, a fourth random access memory cell array, and a fourth random access memory cell array.
a second decoding means for generating a word signal for the random access memory cell array; and a second control for generating a word signal for the third random access memory array using the word signal for the second associative memory cell array and the comparison result. one entry of these first and second address translation devices has bit lines parallel to each other around a third decoding means that generates word signals for the first and second content addressable memory cell arrays. They are arranged on the left and right.
本発明はまた、第2および第4のランダムアクセスメモ
リセルアレイがキャッシュタグメモリであり、さらに各
々のアドレス変換装置の1エントリに含まれる2つのラ
ンダムアクセスメモリセルアレイがビット線に垂直な方
向に平行に配置された構成を有している。The present invention also provides that the second and fourth random access memory cell arrays are cache tag memories, and further that the two random access memory cell arrays included in one entry of each address translation device are arranged in parallel in a direction perpendicular to the bit line. It has an arranged configuration.
作用
上記のような構成を備えた本発明は、アドレス変換装置
の同一エントリ内に分離せずに配置されたいくつかのメ
モリが近接した場所からデータを出力するため、アドレ
ス変換装置とメモリとの間のデータ転送距離が短くなり
、転送時間を短縮しうる効果がある。また、一般に連想
メモリセルがランダムアクセスメモリセルより大きいこ
とから、アレイ状に配置したときにランダムアクセスメ
モリセルアレイ側に不要な空間が生じる問題に対しても
、例えば連想メモリセルのビット線方向の長さの約2倍
の場合には、二つのランダムアクセスメモリセルアレイ
をビット線に垂直な方向に平行に配置することによって
、不要な空間をな《しうるという効果を有する。Effect The present invention having the above-mentioned configuration has several memories arranged without being separated in the same entry of the address translation device outputting data from adjacent locations, so that the communication between the address translation device and the memory is improved. This has the effect of shortening the data transfer distance between the two, thereby shortening the transfer time. In addition, since associative memory cells are generally larger than random access memory cells, the problem of unnecessary space being created on the random access memory cell array side when arranged in an array can be solved by, for example, the length of the associative memory cells in the bit line direction. In the case of approximately twice the size, there is an effect that unnecessary space can be saved by arranging two random access memory cell arrays in parallel in a direction perpendicular to the bit line.
実施例 (実施例l) 第1図に本発明の第1の実施例のブロック構成を示す。Example (Example 1) FIG. 1 shows a block configuration of a first embodiment of the present invention.
第1図において、lは連想メモリセルアレイ、2、3は
ランダムアクセスメモリセルアレイ、4、6はデコーダ
、5は制御手段、7、9、10はワード信号、8は一致
検出線、11、12、13、14、15、16はビット
線、17、18はアドレス信号である。In FIG. 1, l is an associative memory cell array, 2 and 3 are random access memory cell arrays, 4 and 6 are decoders, 5 is a control means, 7, 9, and 10 are word signals, 8 is a coincidence detection line, 11, 12, 13, 14, 15, and 16 are bit lines, and 17 and 18 are address signals.
次に第1の実施例の動作について説明する。まず書き込
み動作では、アドレス信号17を用いてデコーダ4が連
想メモリセルアレイ1のワード信号7を生成し、ビット
線11には論理アドレスの正転信号が与えられ、ビット
線12には論理アドレスの反転信号が与えられ、それに
よってmビットの論理アドレスが連想メモリセルアレイ
1に書き込まれる。次いでワード信号7を用いて、制御
手段5が第1のランダムアクセスメモリセルアレイ2の
ワード信号9を生成する。すなわち、第7図において、
まず制御信号22をハイにすることによりPチャネルト
ランジスタ23をオフにし、制御信号24をハイにする
。次いでワード線7が選択されると、論理和回路25お
よび論理積回路26を経てワード線9が選択される。ビ
ット線13には物理アドレスの正転信号が与えられ、ビ
ット線14には物理アドレスの反転信号が与えられ、そ
れによってmビットの物理アドレスが第1のランダムア
クセスメモリセルアレイ2に書き込まれる。一方デコー
ダ6は、アドレス信号18を用いてアドレス変換装置の
同一エントリ内に設けられている第2のランダムアクセ
スメモリセルアレイ3のワード信号10を生成し、ビッ
ト線15にはデータの正転信号が与えられ、ビット線1
6にはデータの反転信号が与えられ、それによってmビ
ットのデータが第2のランダムアクセスメモリセルアレ
イ3に書き込まれる。Next, the operation of the first embodiment will be explained. First, in a write operation, the decoder 4 uses the address signal 17 to generate the word signal 7 for the content addressable memory cell array 1, the bit line 11 is given a normal inversion signal of the logical address, and the bit line 12 is given the inversion signal of the logical address. A signal is applied, whereby an m-bit logical address is written into the content addressable memory cell array 1. Using the word signal 7, the control means 5 then generates a word signal 9 for the first random access memory cell array 2. That is, in FIG. 7,
First, control signal 22 is set high to turn off P-channel transistor 23, and control signal 24 is set high. Next, when word line 7 is selected, word line 9 is selected via OR circuit 25 and AND circuit 26. A normal inversion signal of the physical address is applied to the bit line 13 , and an inversion signal of the physical address is applied to the bit line 14 , whereby an m-bit physical address is written into the first random access memory cell array 2 . On the other hand, the decoder 6 uses the address signal 18 to generate a word signal 10 for the second random access memory cell array 3 provided in the same entry of the address translation device, and the bit line 15 receives a normal data signal. given, bit line 1
A data inversion signal is applied to 6, whereby m-bit data is written into the second random access memory cell array 3.
次に読み出し動作では、アドレス変換装置の連想メモリ
セルアレイ1のビット線11、12にそれぞれmビット
の論理アドレスの正転信号と反転信号が与えられ、連想
メモリセルアレイ1は与えられた論理アドレスと格納さ
れている論理アドレスとを比較し、その比較結果を一致
検出線8に出力する。次いで一致検出線8を用いて、制
御千段5が第1のランダムアクセスメモリセルアレイ2
のワード信号9を生成する。すなわち、まず制御信号2
4をローにし、制御償号22をローにすることによりP
チャネルトランジスタ23をオンにし、一致検出線8を
プリチャージする。次いで制御信号22をハイにするこ
とによりPチャネルトランジスタ23をオフにし、制御
信号24をオンにする。その後、比較結果が一致検出線
8に現われ、センスアンプ27で検出され、論理和回路
25および論理積回路26を経てワード線9が選択され
る。それによって第1のランダムアクセスメモリセルア
レイ2からmビットの物理アドレスがビット線13、1
4に読み出され出力される。一方デコーダ6は、アドレ
ス信号18を用いてアドレス変換装置の同一エントリ内
に設けられている第2のランダムアクセスメモリセルア
レイ3のワード信号1oを生成し、それによって第2の
ランダムアクセスメモリセルアレイ3からmビットのデ
ータがビット線15、16に読み出され出力される。こ
のとき、第1のランダムアクセスメモリセルアレイ2と
第2のランダムアクセスメモリセルアレイ3は同一のエ
ントリ内に配置されているので、近接した場所からデー
タが出力されることになる。Next, in a read operation, a normal inversion signal and an inversion signal of an m-bit logical address are applied to the bit lines 11 and 12 of the associative memory cell array 1 of the address conversion device, respectively, and the associative memory cell array 1 stores the given logical address. The comparison result is output to the match detection line 8. Then, using the coincidence detection line 8, the control stage 5 connects the first random access memory cell array 2.
A word signal 9 is generated. That is, first, control signal 2
4 to low and control compensation code 22 to low, P
The channel transistor 23 is turned on and the match detection line 8 is precharged. Control signal 22 is then set high to turn off P-channel transistor 23 and turn on control signal 24. Thereafter, the comparison result appears on the coincidence detection line 8, is detected by the sense amplifier 27, and the word line 9 is selected via the OR circuit 25 and the AND circuit 26. As a result, the m-bit physical address is transferred from the first random access memory cell array 2 to the bit lines 13, 1.
4 and output. On the other hand, the decoder 6 uses the address signal 18 to generate a word signal 1o for the second random access memory cell array 3 provided in the same entry of the address translation device, thereby causing the second random access memory cell array 3 to m bits of data are read out to bit lines 15 and 16 and output. At this time, since the first random access memory cell array 2 and the second random access memory cell array 3 are arranged in the same entry, data will be output from adjacent locations.
このように、本実施例の半導体記憶装置では、アドレス
変換装置の同一エントリ内に複数のランダムアクセスメ
モリセルアレイ2および3を配置して、それらから読み
出されたデータの出力間距離を短くするので、データ転
送距離および転送時間の短縮化が図れる。In this way, in the semiconductor memory device of this embodiment, a plurality of random access memory cell arrays 2 and 3 are arranged in the same entry of the address translation device, and the distance between the outputs of data read from them is shortened. , the data transfer distance and transfer time can be shortened.
(実施例2) 第2図に本発明の第2の実施例のブロック構成を示す。(Example 2) FIG. 2 shows a block configuration of a second embodiment of the present invention.
ここでは、第1図に示す第1の実施例と同じ要素には同
じ符号を付してある。第2図において、1は這想メモリ
セルアレイ、2はランダムアクセスメモリセルアレイ、
4、6はデコーダ、5は制御手段、7、9、10はワー
ド信号、8は一致検出線、11、12、13、14、1
5、16はビット線、17、18はアドレス信号、19
は比較器、20は比較結果出力、21はタグメモリセル
アレイである。Here, the same elements as in the first embodiment shown in FIG. 1 are given the same reference numerals. In FIG. 2, 1 is a virtual memory cell array, 2 is a random access memory cell array,
4, 6 are decoders, 5 is a control means, 7, 9, 10 are word signals, 8 is a coincidence detection line, 11, 12, 13, 14, 1
5, 16 are bit lines, 17, 18 are address signals, 19
2 is a comparator, 20 is a comparison result output, and 21 is a tag memory cell array.
本実施例が第1の実施例と異なる点は、複数のエントリ
を有し、それらがビット線11〜16およびアドレス信
号17、18を共通にして接続され、さらにmビットの
比較器19を備えている点である。各エントリの構成は
第1の実施例と同じであるが、本実施例ではアドレス変
換装置のエントリ内に配置する第2のランダムアクセス
メモリセルアレイ3に、物理アドレスでアクセスされる
キャッシュメモリのタグメモリセルアレイ21を用いて
いる。This embodiment differs from the first embodiment in that it has a plurality of entries, which are connected to common bit lines 11 to 16 and address signals 17 and 18, and further includes an m-bit comparator 19. The point is that The configuration of each entry is the same as in the first embodiment, but in this embodiment, the second random access memory cell array 3 disposed in the entry of the address translation device has a tag memory of the cache memory accessed by the physical address. A cell array 21 is used.
次に本実施例の動作について説明する。まず書き込み動
作では、アドレス償号l7を用いてデコーダ4が連想メ
モリセルアレイ1のワード信号7を生成し、ビット線1
1には論理アドレスの正転信号が与えられ、ビット線1
2には論理アドレスの反転信号が与えられ、それによっ
てmビットの論理アドレスが連想メモリセルアレイlに
書き込まれる。次いでワード信号7を用いて、制御手段
5がランダムアクセスメモリセルアレイ2のワード信号
9を生成し、ビット線13には物理アドレスの正転信号
が与えられ、ビット線14には物理アドレスの反転信号
が与えられ、それによってmビットの物理アドレスがラ
ンダムアクセスメモリセルアレイ2に書き込まれる。一
方デコーダ6は、アドレス信号18を用いてアドレス変
換装置の同一エントリ内に設けられているタグメモリセ
ルアレイ21のワード信号10を生成し、ビット線15
には物理アドレスの正転信号が与えられ、ビット線16
には物理アドレスの反転信号が与えられ、それによって
mビットの物理アドレスがタグメモリセルアレイ21に
書き込まれる。Next, the operation of this embodiment will be explained. First, in a write operation, the decoder 4 generates a word signal 7 for the associative memory cell array 1 using address decoding l7, and the bit line 1
1 is given a normal rotation signal of a logical address, and bit line 1
2 is supplied with an inverted signal of a logical address, thereby writing an m-bit logical address into the content addressable memory cell array l. Next, using the word signal 7, the control means 5 generates the word signal 9 for the random access memory cell array 2, the bit line 13 is given a normal inversion signal of the physical address, and the bit line 14 is given an inversion signal of the physical address. is given, thereby writing an m-bit physical address into the random access memory cell array 2. On the other hand, the decoder 6 uses the address signal 18 to generate a word signal 10 for the tag memory cell array 21 provided in the same entry of the address conversion device, and
is given a normal rotation signal of the physical address, and the bit line 16
An inverted signal of the physical address is applied to , whereby an m-bit physical address is written into the tag memory cell array 21 .
次に読み出し動作では、アドレス変換装置の連想メモリ
セルアレイ1のビット線11、12にそれぞれmビット
の論理アドレスの正転信号と反転信号が与えられ、連想
メモリセルアレイ1は与えられた論理アドレスと格納さ
れている論理アドレスとを比較し、その比較結果を一致
検出線8に出力する。次いで一致検出線8を用いて、制
御手段5がランダムアクセスメモリセルアレイ2のワー
ド信号9を生成し、それによってランダムアクセスメモ
リセルアレイ2からmビットの物理アドレスがビット線
13、14に読み出され出力される。一方デコーダ6は
アドレス信号18を用いてアドレス変換装置の同一エン
トリ内に設けられているタグメモリセルアレイ21のワ
ード信号10を生成し、それによってタグメモリセルア
レイ21からmビットの物理アドレスがビット線15、
16に読み出され出力される。ランダムアクセスメモリ
セルアレイ2とタグメモリセルアレイ21から読み出さ
れた物理アドレスはそれぞれ比較器19に入力され、両
物理アドレスは比較され、比較結果が出力20に得られ
る。Next, in a read operation, a normal inversion signal and an inversion signal of an m-bit logical address are applied to the bit lines 11 and 12 of the associative memory cell array 1 of the address conversion device, respectively, and the associative memory cell array 1 stores the given logical address. The comparison result is output to the match detection line 8. Then, using the coincidence detection line 8, the control means 5 generates a word signal 9 for the random access memory cell array 2, whereby an m-bit physical address is read out from the random access memory cell array 2 onto the bit lines 13, 14 and output. be done. On the other hand, the decoder 6 uses the address signal 18 to generate a word signal 10 for the tag memory cell array 21 provided in the same entry of the address conversion device, whereby the m-bit physical address is transferred from the tag memory cell array 21 to the bit line 15. ,
16 and output. The physical addresses read from the random access memory cell array 2 and the tag memory cell array 21 are respectively input to the comparator 19 , the two physical addresses are compared, and the comparison result is obtained at the output 20 .
このように本実施例では、同一の機能ブロックである比
較器19にデータを転送する場合に、近接した場所から
データが出力されるため、転送先の機能ブロックを本実
施例の半導体記憶装置の近くに配置しておけばデータ転
送距離を非常に短くすることが可能であり、転送時間の
短縮化が図れる。As described above, in this embodiment, when data is transferred to the comparator 19, which is the same functional block, since the data is output from a nearby location, the destination functional block is set to the semiconductor memory device of this embodiment. If they are placed close together, the data transfer distance can be extremely shortened, and the transfer time can be shortened.
なお、この第2の実施例ではアドレス変換装置のエント
リ数とアドレス変換装置内に配置されるタグメモリセル
アレイ21のエントリ数が同じ場合を扱ったが、両者の
エントリ数が異なっている場合でも部分的に第2の実施
例の構成を適用することができる。Although this second embodiment deals with the case where the number of entries in the address translation device and the number of entries in the tag memory cell array 21 arranged in the address translation device are the same, even if the numbers of entries are different between the two, the partial Generally speaking, the configuration of the second embodiment can be applied.
また、一般に連想メモリセルがランダムアクセスメモリ
セルより大きいことから、すなわち連想メモリセルのト
ランジスタ数がランダムアクセスメモリセルのトランジ
スタ数より多いため、アレイ状に配置したときにランダ
ムアクセスメモリセルアレイ側に不要な空間が生じる問
題に対しても、例えば上記実施例に示したように、連想
メモリセルのビット線方向の長さがランダムアクセスメ
モリセルアレイのビット線方向の長さの約2倍の場合に
は、二つのランダムアクセスメモリセルアレイをビット
線に垂直な方向に平行に配置することによって、不要な
空間をなくしうるという効果を有する。In addition, since associative memory cells are generally larger than random access memory cells, that is, the number of transistors in associative memory cells is greater than the number of transistors in random access memory cells, so when they are arranged in an array, unnecessary Regarding the problem of space, for example, as shown in the above embodiment, if the length of the associative memory cell in the bit line direction is approximately twice the length of the random access memory cell array in the bit line direction, By arranging two random access memory cell arrays in parallel in a direction perpendicular to the bit line, it is possible to eliminate unnecessary space.
参考として、第8図に連想メモリセル1の回路図例を、
第9図にランダムアクセスメモリセル2の回路図例を示
す。第8図および第9図において、28はNチャネルM
OSトランジスタ、29はPチャネルMOS}ランジス
タである。このように連想メモリセル1およびランダム
アクセスメモリセル2は、各セルを構成するトランジス
タ数が異なる。For reference, an example circuit diagram of the associative memory cell 1 is shown in FIG.
FIG. 9 shows an example of a circuit diagram of the random access memory cell 2. 8 and 9, 28 is N channel M
The OS transistor 29 is a P-channel MOS transistor. In this way, the content addressable memory cell 1 and the random access memory cell 2 differ in the number of transistors forming each cell.
(実施例3) 第3図に本発明の第3の実施例のブロック構成を示す。(Example 3) FIG. 3 shows a block configuration of a third embodiment of the present invention.
ここでも、第1図に示す第1の実施例と同様な要素には
同様な符号を付してある。第3図において、1は連想メ
モリセルアレイ、2,3はランダムアクセスメモリセル
アレイ、4.6はデコーダ、5は制御手段、7,9.1
0はワード信号、8は一致検出線、11,12,13,
14,15.16はビット線、17.18はアドレス信
号である。Here again, the same elements as in the first embodiment shown in FIG. 1 are given the same reference numerals. In FIG. 3, 1 is an associative memory cell array, 2 and 3 are random access memory cell arrays, 4.6 is a decoder, 5 is a control means, 7, 9.1
0 is a word signal, 8 is a coincidence detection line, 11, 12, 13,
14, 15 and 16 are bit lines, and 17 and 18 are address signals.
本実施例が第1の実施例と異なる点は、第1のランダム
アクセスメモリセルアレイ2のビット数と第2のランダ
ムアクセスメモリセルアレイ3のビット数が異なる点で
ある。第1のランダムアクセスメモリセルアレイ2のビ
ット数はmビット、第2のランダムアクセスメモリセル
アレイ3のビット数はkビットで、かつ(1>kとなっ
ている。This embodiment differs from the first embodiment in that the number of bits of the first random access memory cell array 2 and the number of bits of the second random access memory cell array 3 are different. The number of bits of the first random access memory cell array 2 is m bits, and the number of bits of the second random access memory cell array 3 is k bits, and (1>k).
次に本実施例の動作について説明する。まず書き込み動
作では、アドレス信号17を用いてデコーダ4が連想メ
モリセルアレイ1のワード信号7を生成し、ビット線1
1には論理アドレスの正転信号が与えられ、ビット線1
2には論理アドレスの反転信号が与えられ、それによっ
てmビットの論理アドレスが連想メモリセルアレイ1に
書き込まれる。次いでワード信号7を用いて、制御手段
5が第1のランダムアクセスメモリセルアレイ2のワー
ド信号9を生成し、ビット線13には物理アドレスの正
転信号が与えられ、ビット線14には物理アドレスの反
転信号が与えられ、それによってmビットの物理アドレ
スが第1のランダムアクセスメモリセルアレイ2に書き
込まれる。一方デコーダ6は、アドレス信号18を用い
てアドレス変換装置の同一エントリ内に設けられている
第2のランダムアクセスメモリセルアレイ3のワード信
号10を生成し、ビット線15にはデータの正転信号が
与えられ、ビット線16にはデータの反転信号が与えら
れ、それによってkビットのデータが第2のランダムア
クセスメモリセルアレイ3に書き込まれる。Next, the operation of this embodiment will be explained. First, in a write operation, the decoder 4 uses the address signal 17 to generate a word signal 7 for the content addressable memory cell array 1, and the bit line 1
1 is given a normal rotation signal of a logical address, and bit line 1
2 is supplied with an inverted signal of the logical address, whereby an m-bit logical address is written into the content addressable memory cell array 1. Next, using the word signal 7, the control means 5 generates a word signal 9 for the first random access memory cell array 2, a normal inversion signal of the physical address is applied to the bit line 13, and a physical address signal is applied to the bit line 14. is applied, thereby writing an m-bit physical address into the first random access memory cell array 2. On the other hand, the decoder 6 uses the address signal 18 to generate a word signal 10 for the second random access memory cell array 3 provided in the same entry of the address translation device, and the bit line 15 receives a normal data signal. A data inversion signal is applied to the bit line 16, thereby writing k bits of data into the second random access memory cell array 3.
次に読み出し動作では、アドレス変換装置の連想メモリ
セルアレイ1のビット線11.12にそれぞれmビット
の論理アドレスの正転信号と反転信号が与えられ、這想
メモリセルアレイlは与えられた論理アドレスと格納さ
れている論理アドレスとを比較し、その比較結果を一致
検出線8に出力する。次いで一致検出線8を用いて、制
御手段5が第1のランダムアクセスメモリセルアレイ2
のワード信号9を生成し、それによって第1のランダム
アクセスメモリセルアレイ2がらmビットの物理アドレ
スがビット線13.14に読み出され出力される。一方
デコーダ6は、アドレス信号18を用いてアドレス変換
装置の同一エントリ内に設けられている第2のランダム
アクセスメモリセルアレイ3のワード信号1oを生成し
、それによって第2のランダムアクセスメモリセルアレ
イ3からkビットのデータがビット線15.16に読み
出され出力される。このとき、第1のランダムアクセス
メモリセルアレイ2と第2のランダムアクセスメモリセ
ルアレイ3は同一のエントリ内に配置されているので、
近接した場所からデータか出力されることになる。Next, in a read operation, a normal signal and an inverted signal of an m-bit logical address are applied to the bit lines 11 and 12 of the associative memory cell array 1 of the address translation device, respectively, and the virtual memory cell array l is connected to the applied logical address. It compares the stored logical address and outputs the comparison result to the match detection line 8. Then, using the coincidence detection line 8, the control means 5 controls the first random access memory cell array 2.
A word signal 9 is generated, whereby an m-bit physical address from the first random access memory cell array 2 is read out to the bit lines 13 and 14 and output. On the other hand, the decoder 6 uses the address signal 18 to generate a word signal 1o for the second random access memory cell array 3 provided in the same entry of the address translation device, thereby causing the second random access memory cell array 3 to K bits of data are read and output onto bit lines 15 and 16. At this time, since the first random access memory cell array 2 and the second random access memory cell array 3 are arranged in the same entry,
Data will be output from a nearby location.
このように、本実施例の半導体記憶装置では、アドレス
変換装置の同一エントリ内に複数のランダムアクセスメ
モリセルアレイ2および3を配置して、それらから読み
出されたデータの出カ間距離を短くするので、データ転
送距離および転送時間の短縮化か図れる。In this way, in the semiconductor memory device of this embodiment, a plurality of random access memory cell arrays 2 and 3 are arranged in the same entry of the address translation device, and the distance between the outputs of data read from them is shortened. Therefore, the data transfer distance and transfer time can be shortened.
なお第1のランダムアクセスメモリセルアレイ2のビッ
ト数mと第2のランダムアクセスメモリセルアレイ3の
ビット数kの関係は、本実施例ではm>kであったが、
m<kであってもよい。このため、第2のランダムアク
セスメモリセルアレイ3にはキャッシュタグメモリ以外
の一般のメモリを用いることもできる。また、m=kの
場合は実施例1と同様になる。Note that the relationship between the number of bits m of the first random access memory cell array 2 and the number of bits k of the second random access memory cell array 3 was m>k in this embodiment, but
m<k may also be satisfied. Therefore, a general memory other than a cache tag memory can also be used for the second random access memory cell array 3. Further, when m=k, the result is the same as in the first embodiment.
(実施例4) 第4図に本発明の第4の実施例のブロック構成を示す。(Example 4) FIG. 4 shows a block configuration of a fourth embodiment of the present invention.
ここでも、第1の実施例と同様な要素には同様な符号を
付してある。第4図において、1は連想メモリセルアレ
イ、2.3a.3bはランダムアクセスメモリセルアレ
イ、4.6a,6bはデコーダ、5は制御手段、7.9
.10a,IQbはワード信号、8は一致検出線、11
,12.13.14.30.31.32.33はビット
線、17,18a,18bはアドレス信号である。Here again, the same elements as in the first embodiment are given the same reference numerals. In FIG. 4, 1 is an associative memory cell array, 2.3a. 3b is a random access memory cell array; 4.6a and 6b are decoders; 5 is a control means; 7.9
.. 10a, IQb are word signals, 8 is a coincidence detection line, 11
, 12.13.14.30.31.32.33 are bit lines, and 17, 18a, 18b are address signals.
本実施例が第1の実施例と異なる点は、複数のエントリ
を有し、それらがビット線11.12.13.14,3
0.31.32.33およびアドレス信号17.18a
,18bを共通にして接続されており、各エントリの構
成は第1の実施例と同じであるが、本実施例ではアドレ
ス変化装置のエントリ内に配置する第2のランダムアク
セスメモリセルアレイとして2種類のランダムアクセス
メモリセルアレイ3aと3bを用いており、3aと3b
がアドレス変換装置の1エントリごとに交互に配置され
ている点である。This embodiment differs from the first embodiment in that it has a plurality of entries, and these are bit lines 11.12.13.14, 3.
0.31.32.33 and address signal 17.18a
, 18b are connected in common, and the configuration of each entry is the same as in the first embodiment, but in this embodiment, two types of second random access memory cell arrays are arranged in the entry of the address change device. random access memory cell arrays 3a and 3b are used, and 3a and 3b are used.
are arranged alternately for each entry of the address translation device.
次に本実施例の動作について説明する。まず書き込み動
作では、アドレス信号17を用いてデコーダ4が連想メ
モリセルアレイ1のワード信号7を生成し、ビット線1
1には論理アドレスの正転信号が与えられ、ビット線1
2には論理アドレスの反転信号が与えられ、それによっ
てmビットの論理アドレスが連想メモリセルアレイ1に
書き込まれる。次いでワード信号7を用いて、制御手段
5がランダムアクセスメモリセルアレイ2のワード信号
9を生成し、ビット線13には物理アドレスの正転信号
が与えられ、ビット線14には物理アドレスの反転信号
が与えられ、それによってmビットの物理アドレスがラ
ンダムアクセスメモリセルアレイ2に書き込まれる。一
方デコーダ6aは、アドレス信号18aを用いてアドレ
ス変換装置の同一エントリ内に設けられているランダム
アクセスメモリセルアレイ3aのワード信号10aを生
成し、ビット線3oにはデータの正転信号が与えられ、
ビット線31にはデータの反転信号が与えられ、それに
よってmビットのデータがランダムアクセスメモリセル
アレイ3aに書き込まれる。さらにデコーダ6bは、ア
ドレス信号l8bを用いてアドレス変換装置の同一エン
トリ内に設けられているランダムアクセスメモリセルア
レイ3bのワード信号10bを生成し、ビット線32に
はデータの正転信号が与えられ、ビット線33にはデー
タの反転信号が与えられ、それによってmビットのデー
タがランダムアクセスメモリセルアレイ3bに書き込ま
れる。Next, the operation of this embodiment will be explained. First, in a write operation, the decoder 4 uses the address signal 17 to generate a word signal 7 for the content addressable memory cell array 1, and the bit line 1
1 is given a normal rotation signal of a logical address, and bit line 1
2 is supplied with an inverted signal of the logical address, whereby an m-bit logical address is written into the content addressable memory cell array 1. Next, using the word signal 7, the control means 5 generates the word signal 9 for the random access memory cell array 2, the bit line 13 is given a normal inversion signal of the physical address, and the bit line 14 is given an inversion signal of the physical address. is given, thereby writing an m-bit physical address into the random access memory cell array 2. On the other hand, the decoder 6a uses the address signal 18a to generate a word signal 10a for the random access memory cell array 3a provided in the same entry of the address conversion device, and the bit line 3o is given a normal rotation signal of data.
A data inversion signal is applied to the bit line 31, thereby writing m bits of data into the random access memory cell array 3a. Further, the decoder 6b uses the address signal l8b to generate a word signal 10b for the random access memory cell array 3b provided in the same entry of the address conversion device, and a normal rotation signal of data is applied to the bit line 32. A data inversion signal is applied to the bit line 33, thereby writing m bits of data into the random access memory cell array 3b.
次に読み出し動作では、アトレス変換装置の力想メモリ
セルアレイ1のビット線11.12にくれそれmビット
の論理アドレスの正転信号と反表信号が与えられ、連想
メモリセルアレイlは与λられた論理アドレスと格納さ
れている論理アドしスとを比較し、その比較結果を一致
検出線8に汁力する。次いで一致検出線8を用いて、制
御手名5がランダムアクセスメモリセルアレイ2のワー
ド信号9を生成し、それによってランダムアクセスメモ
リセルアレイ2からmビットの物理アド糾スかビット線
13.14に読み出され出力される。一方デコーダ6a
はアドレス信号18aを用いてアドレス変換装置の同一
エントリ内に設けられているランダムアクセスメモリセ
ルアレイ3aのワード信号10aを生成し、それによっ
てランダムアクセスメモリセルアレイ3aからmビット
のデータがビット線30.31に読み出され出力される
。さらにデコーダ6bはアドレス信号l8bを用いてア
ドレス変換装置の同一エントリ内に設けられているラン
ダムアクセスメモリセルアレイ3bのワード信号10b
を生成し、それによってランダムアクセスメモリセルア
レイ3bからmビットのデータがビット線32.33に
読み出され出力される。Next, in a read operation, the normal and inverted signals of the m-bit logical address are applied to the bit lines 11 and 12 of the virtual memory cell array 1 of the address conversion device, and the associative memory cell array l receives the given λ. The logical address is compared with the stored logical address, and the comparison result is sent to the match detection line 8. Using the match detection line 8, the controller 5 then generates a word signal 9 for the random access memory cell array 2, thereby reading the m-bit physical address from the random access memory cell array 2 onto the bit line 13.14. issued and output. On the other hand, decoder 6a
uses the address signal 18a to generate a word signal 10a for the random access memory cell array 3a provided in the same entry of the address conversion device, thereby transferring m-bit data from the random access memory cell array 3a to the bit lines 30, 31. is read out and output. Further, the decoder 6b uses the address signal l8b to generate a word signal 10b of the random access memory cell array 3b provided in the same entry of the address translation device.
As a result, m-bit data is read out from the random access memory cell array 3b to the bit lines 32 and 33 and output.
このように本実施例では、同一のエントリ内に複数のラ
ンダムアクセスメモリセルアレイが配置されており、近
接した場所からデータが出力されるため、データ転送距
離を非常に短くすることが可能であり、転送時間の短縮
化が図れる。特に、本実施例では2種類の第2のランダ
ムアクセスメモリセルアレイ3aと3bを、アドレス変
換装置の各エントリごとに交互に配置しており、例えば
一方の第2のランダムアクセスメモリセルアレイをキャ
ッシュタグメモリ、他方の第2のランダムアクセスメモ
リセルアレイをキャッシュデータメモリとして用いるこ
となども可能である。In this way, in this embodiment, a plurality of random access memory cell arrays are arranged within the same entry, and data is output from nearby locations, so it is possible to make the data transfer distance extremely short. Transfer time can be shortened. In particular, in this embodiment, two types of second random access memory cell arrays 3a and 3b are arranged alternately for each entry of the address translation device, and for example, one second random access memory cell array is used as a cache tag memory. , it is also possible to use the other second random access memory cell array as a cache data memory.
(実施例5) 第5図に本発明の第5の実施例のブロック構成を示す。(Example 5) FIG. 5 shows a block configuration of a fifth embodiment of the present invention.
この実施例においても、第1の実施例と同様な要素には
同様な符号を付してある。第5図において、■は連想メ
モリセルアレイ、2.3はランダムアクセスメモリセル
アレイ、4.6はデコーダ、5は制御手段、?.9.1
0はワード線、8は一致検出線、11,12.13,1
4.15,16,34,35.36.37.38.39
はビット線、17.18はアドレス信号である。In this embodiment as well, the same elements as in the first embodiment are given the same reference numerals. In FIG. 5, ■ is an associative memory cell array, 2.3 is a random access memory cell array, 4.6 is a decoder, and 5 is a control means. .. 9.1
0 is word line, 8 is match detection line, 11, 12.13, 1
4.15, 16, 34, 35.36.37.38.39
is a bit line, and 17.18 is an address signal.
次に本実施例の動作について説明する。まず書き込み動
作では、アドレス信号17−1.17−2を用いてデコ
ーダ4−1.4−2が連想メモリセルアレイ1−1.1
−2のワード信号7−1.7−2を生成し、ビット線1
1.34には論理アドレスの正転信号が与えられ、ビッ
ト線12,35には論理アドレスの反転信号が与えられ
、それによってmビットの論理アドレスが連想メモリセ
ルアレイ1−1に、nビットの論理アドレスが連想メモ
リセルアレイ1−2に書き込まれる。ワード信号7−1
.7−2を用いて、制御手段5−1.5−2が、ランダ
ムアクセスメモリセルアレイ2−1.2−2のワード信
号9−1.9−2を生成し、ビット線13.36には物
理アドレスの正転信号が与えられ、ビット線14.37
には物理アドレスの反転信号が与えられ、それによって
mビットの物理アドレスがランダムアクセスメモリセル
アレイ2−1に、nビットの物理アドレスがランダムア
クセスメモリセルアレイ2−2に書き込まれる。Next, the operation of this embodiment will be explained. First, in a write operation, the decoder 4-1.4-2 uses the address signal 17-1.17-2 to write the addressable memory cell array 1-1.1.
-2 word signal 7-1.7-2 is generated and bit line 1
A normal inversion signal of the logical address is applied to bit lines 12 and 35, and an inversion signal of the logical address is applied to the bit lines 12 and 35, whereby the m-bit logical address is transferred to the content addressable memory cell array 1-1. A logical address is written to the content addressable memory cell array 1-2. Word signal 7-1
.. 7-2, the control means 5-1.5-2 generates word signals 9-1.9-2 for the random access memory cell array 2-1.2-2, and the bit lines 13.36 A normal rotation signal of the physical address is given, and the bit line 14.37
An inverted signal of the physical address is applied to the memory cell array 2, whereby an m-bit physical address is written to the random access memory cell array 2-1, and an n-bit physical address is written to the random access memory cell array 2-2.
一方デコーダ6は、アドレス信号18を用いてアドレス
変換装置の同一エンドリ内に設けられているランダムア
クセスメモリセルアレイ3−1,3−2のワード信号1
0−1.10−2を生成し、ビット線15.38にはデ
ータの正転信号が与えられ、ビット線16.39にはデ
ータの反転信号が与えられ、それによってmビットのデ
ータがランダムアクセスメモリセルアレイ3−1に、n
ビットのデータがランダムアクセスメモリセルアレイ3
−2に書き込まれる。On the other hand, the decoder 6 uses the address signal 18 to generate the word signal 1 of the random access memory cell arrays 3-1 and 3-2 provided in the same end area of the address translation device.
0-1.10-2, a normal data signal is given to the bit line 15.38, and an inverted data signal is given to the bit line 16.39, whereby m bits of data are randomly generated. In the access memory cell array 3-1, n
Bit data is randomly accessed in memory cell array 3
-2 is written.
次に読み出し動作では、連想メモリセルアレイ1−1の
ビット線11.12にそれぞれmビットの論理アドレス
の正転信号と反転信号が与えられ、連想メモリセルアレ
イ1−2のビット線34.35にそれぞれnビットの論
理アドレスの正転信号と反転信号が与えられ、連想メモ
リセルアレイ1−1.1−2は与えられた論理アドレス
と格納されている論理アドレスとを比較し、その比較結
果を一致検出線8−1.8−2に出力する。Next, in a read operation, a normal signal and an inverted signal of an m-bit logical address are applied to the bit lines 11 and 12 of the associative memory cell array 1-1, respectively, and the bit lines 34 and 35 of the associative memory cell array 1-2 are respectively applied. Given a normal signal and an inverted signal of an n-bit logical address, the associative memory cell array 1-1.1-2 compares the given logical address with the stored logical address and detects a match based on the comparison result. Output to lines 8-1 and 8-2.
一致検出線8−1.8−2を用いて制御手段51.5−
2が、ランダムアクセスメモリセルアレイ2−1.2−
2のワード信号9−1.9−2を生成し、それによって
ランダムアクセスメモリセルアレイ2−1からmビット
の物理アドレスがビット線13.14に読み出され、ラ
ンダムアクセスメモリセルアレイ2−2からnビットの
物理アドレスがビット線36.37に読み出され出力さ
れる。Control means 51.5- using coincidence detection line 8-1.8-2
2 is a random access memory cell array 2-1.2-
2 word signals 9-1.9-2 are generated, thereby reading the m-bit physical address from the random access memory cell array 2-1 onto the bit line 13.14, and the n-bit physical address from the random access memory cell array 2-2 is read out to the bit line 13.14. The physical address of the bit is read and output on bit lines 36,37.
一方デコーダ6はアドレス信号18を用いてアドレス変
換装置の同一エントリ内に設けられているランダムアク
セスメモリセルアレイ3−1.3=2のワード信号10
−1.10−2を生成し、それによってランダムアクセ
スメモリセルアレイ3−1からmビットのデータがビッ
ト線15,l6に読み出され、ランダムアクセスメモリ
セルアレイ3−2からnビットのデータがビット線38
.39に読み出され出力される。このとき、ランダムア
クセスメモリセルアレイ2−1と3−1、2−2と3−
2は同一のエントリ内に配置されているので、近接した
場所からデータが出力されることになる。On the other hand, the decoder 6 uses the address signal 18 to generate a word signal 10 of the random access memory cell array 3-1.3=2 provided in the same entry of the address translation device.
-1.10-2, thereby reading m bits of data from the random access memory cell array 3-1 to the bit lines 15, l6, and reading n bits of data from the random access memory cell array 3-2 to the bit lines. 38
.. 39 and output. At this time, random access memory cell arrays 2-1 and 3-1, 2-2 and 3-
2 are placed in the same entry, data will be output from nearby locations.
こうして本実施例の半導体記憶装置では、アドレス変換
装置の同一エントリ内に複数のランダムアクセスメモリ
セルアレイを配置して、それらから読み出されたデータ
の出力間距離を短くするのでデータ転送距離および転送
時間の短縮化が図れる。また、一般的に多く用いられて
いる中央にデコーダがあり、その両側にメモリセルアレ
イを配置したランダムアクセスメモリを使用できる効果
もある。In this way, in the semiconductor memory device of this embodiment, a plurality of random access memory cell arrays are arranged within the same entry of the address conversion device, and the distance between the outputs of data read from them is shortened, so that the data transfer distance and transfer time are reduced. can be shortened. Another advantage is that it is possible to use a generally used random access memory in which a decoder is located in the center and memory cell arrays are arranged on both sides of the decoder.
なお第1のアドレス変換装置と第2のアドレス変換装置
の動作タイミングは同じでも、異なってもよい。さらに
アドレスとデータのビット数はm>n.m=n.man
のどれでもよい。Note that the operation timings of the first address translation device and the second address translation device may be the same or different. Furthermore, the number of bits of address and data is m>n. m=n. man
Any one is fine.
(実施fXA16) 第6図に本発明の第6の実施例のブロック構成を示す。(Implementation fXA16) FIG. 6 shows a block configuration of a sixth embodiment of the present invention.
上記第5の実施例と同様な,要素には同じ符号を付して
ある。第6図において、1は連想メモリセルアレイ、2
.3はランダムアクセスメモリセルアレイ、4,6はデ
コーダ、5は制御手段、?.9.10はワード線、8は
一致検出線、11.12,13.14.15.16,3
4.35,36,37,38.39はビット線、17,
18はアドレス信号である。Elements similar to those in the fifth embodiment are given the same reference numerals. In FIG. 6, 1 is an associative memory cell array; 2 is a content addressable memory cell array;
.. 3 is a random access memory cell array, 4 and 6 are decoders, and 5 is a control means. .. 9.10 is a word line, 8 is a coincidence detection line, 11.12, 13.14.15.16, 3
4.35, 36, 37, 38.39 are bit lines, 17,
18 is an address signal.
次に本実施例の動作について説明する。まず書き込み動
作では、アドレス信号17を用いてデコーダ4が連想メ
モリセルアレイ1−1.1−2のワード信号7−1.7
−2を生成し、ビット線11.34には論理アドレスの
正転信号が与えられ、ビット線12.35には論理アド
レスの反転信号が与えられ、それによってmビットの論
理アドレスが連想メモリセルアレイ1−1に、nビット
の論理アドレスが連想メモリセルアレイ1−2に書き込
まれる。ワード信号7−1.7−2を用いて、制御手段
5−1.5−2が、ランダムアクセスメモリセルアレイ
2−1.2−2のワード信号9−1.9−2を生成し、
ビット線13.36には物理アドレスの正転信号が与え
られ、ビット線14.37には物理アドレスの反転信号
が与えられ、それによってmビットの物理アドレスがラ
ンダムアクセスメモリセルアレイ2−1に、nビットの
物理アドレスがランダムアクセスメモリセルアレイ2−
2に書き込まれる。Next, the operation of this embodiment will be explained. First, in a write operation, the decoder 4 uses the address signal 17 to write the word signal 7-1.7 of the content addressable memory cell array 1-1.1-2.
-2 is generated, a normal inversion signal of the logical address is given to the bit line 11.34, and an inverted signal of the logical address is given to the bit line 12.35. 1-1, an n-bit logical address is written into the content addressable memory cell array 1-2. Using the word signal 7-1.7-2, the control means 5-1.5-2 generates a word signal 9-1.9-2 for the random access memory cell array 2-1.2-2;
A normal inversion signal of the physical address is applied to the bit line 13.36, and an inversion signal of the physical address is applied to the bit line 14.37, whereby an m-bit physical address is applied to the random access memory cell array 2-1. The n-bit physical address is random access memory cell array 2-
Written to 2.
一方デコーダ6−1.6−2は、アドレス信号18−1
.18−2を用いてアドレス変換装置の同一エントリ内
に設けられているランダムアクセスメモリセルアレイ3
−1.3−2のワード信号10−1.10−2を生成し
、ビット線15.38にはデータの正転信号が与えられ
、ビット線l6,39にはデータの反転信号が与えられ
、それによってmビットのデータがランダムアクセスメ
モリセルアレイ3−1に、nビットのデータがランダム
アクセスメモリセルアレイ3−2に書き込まれる。On the other hand, the decoder 6-1.6-2 receives the address signal 18-1.
.. Random access memory cell array 3 provided within the same entry of the address translation device using 18-2
-1.3-2 word signal 10-1.10-2 is generated, a normal data signal is given to bit line 15.38, and an inverted data signal is given to bit line l6, 39. , thereby writing m-bit data to random access memory cell array 3-1 and writing n-bit data to random access memory cell array 3-2.
次に読み出し動作では、連想メモリセルアレイ1−1の
ビット線11.12にそれぞれmビットの論理アドレス
の正転信号と反転信号が与えられ、連想メモリセルアレ
イ1−2のビット線34,35にそれぞれnビットの論
理アドレスの正転信号と反転信号が与えられ、連想メモ
リセルアレイ1−1.1−2は与えられた論理アドレス
と格納されている論理アドレスとを比較し、その比較結
果を一致検出線8−1.8−2に出力する。Next, in a read operation, a normal signal and an inverted signal of an m-bit logical address are applied to bit lines 11 and 12 of the content addressable memory cell array 1-1, respectively, and bit lines 34 and 35 of the content addressable memory cell array 1-2 are provided with a normal signal and an inversion signal of the m-bit logical address, respectively. Given a normal signal and an inverted signal of an n-bit logical address, the associative memory cell array 1-1.1-2 compares the given logical address with the stored logical address and detects a match based on the comparison result. Output to lines 8-1 and 8-2.
一致検出線8−1.8−2を用いて制都千段5−1.6
−2が、ランダムアクセスメモリセルアレイ2−1.2
−2のワード信号9−1.9−2を生成し、それによっ
てランダムアクセスメモリセルアレイ2−1からmビッ
トの物理アドレスがビット線13.14に読み出され、
ランダムアクセスメモリセルアレイ2−2からnビット
の物理アドレスがビット線36.37に読み出され出力
される。Seito Sendan 5-1.6 using match detection line 8-1.8-2
-2 is random access memory cell array 2-1.2
-2 word signal 9-1.9-2 is generated, whereby the m-bit physical address is read out from the random access memory cell array 2-1 onto the bit line 13.14;
An n-bit physical address is read out from the random access memory cell array 2-2 to the bit lines 36 and 37 and output.
一方デコーダ6−1.6−2はアドレス信号1g−1.
18−2を用いてアドレス変換装置の同一エントリ内に
設けられているランダムアクセスメモリセルアレイ3−
1.3−2のワード信号10−1.10−2を生成し、
それによってランダムアクセスメモリセルアレイ3−1
からmビットのデータがビット線15.16に読み出さ
れ、ランダムアクセスメモリセルアレイ3−2からnビ
ットのデータがビット線38.39に読み出され出力さ
れる。このとき、ランダムアクセスメモリセルアレイ2
−1と3−1,2−2と3−2は同一のエントリ内に配
置されているので、近接した場所からデータが出力され
ることになる。On the other hand, decoders 6-1, 6-2 receive address signals 1g-1.
Random access memory cell array 3- provided within the same entry of the address translation device using 18-2.
1.3-2 word signal 10-1.10-2 is generated,
As a result, random access memory cell array 3-1
m bits of data from the random access memory cell array 3-2 are read out to the bit lines 38, 39, and n bits of data are read out from the random access memory cell array 3-2 to the bit lines 38, 39. At this time, random access memory cell array 2
Since -1 and 3-1 and 2-2 and 3-2 are placed in the same entry, data will be output from nearby locations.
こうして本実施例の半導体記憶装置では、アドレス変換
装置の同一エントリ内に複数のランダムアクセスメモリ
セルアレイを配置して、それらから読み出されたデータ
の出力間距離を短くするのでデータ転送距離および転送
時間の短縮化が図れる。また、一般的に多《用いられて
いる中央にデコーダがあり、その両側にメモリセルアレ
イを配置した連想メモリを使用できる効果もある。In this way, in the semiconductor memory device of this embodiment, a plurality of random access memory cell arrays are arranged within the same entry of the address conversion device, and the distance between the outputs of data read from them is shortened, so that the data transfer distance and transfer time are reduced. can be shortened. Another advantage is that it is possible to use an associative memory, which is generally used and has a decoder in the center and memory cell arrays are arranged on both sides of the decoder.
なお第1のアドレス変換装置と第2のアドレス変換装置
の動作タイミングは同じでも、異なってもよい。さらに
アドレスとデータのビット数はm>n.m=n,m<n
のどれでもよい。Note that the operation timings of the first address translation device and the second address translation device may be the same or different. Furthermore, the number of bits of address and data is m>n. m=n, m<n
Any one is fine.
発明の効果
以上の説明から明らかなように、本発明はアドレス変換
装置の同一エントリ内にいくつかのメモリを含む構成と
なっており、これらは分離せずに配置されており、近接
した場所からデータを出力するため、アドレス変換装置
とメモリとの間のデータ転送距離が短くなり、転送時間
を短縮しうるという効果を有する。また、連想メモリセ
ルとランダムアクセスメモリセルとをアレイ状に配置し
たときにランダムアクセスメモリセルアレイ側に生じる
不要な空間も、少なくとも二つのランダムアクセスメモ
リセルアレイをビット線に垂直な方向に平行に配置する
ことによりなくすことができ、集積密度を高めることが
できる。このように本発明によれば高速化および高集積
化が実現でき、実用上の効果は大なるものがある。Effects of the Invention As is clear from the above description, the present invention has a configuration that includes several memories in the same entry of an address translation device, and these are arranged without being separated, so that they can be accessed from close locations. Since the data is output, the data transfer distance between the address translation device and the memory is shortened, which has the effect of shortening the transfer time. Furthermore, unnecessary space created on the random access memory cell array side when associative memory cells and random access memory cells are arranged in an array is also avoided by arranging at least two random access memory cell arrays in parallel in a direction perpendicular to the bit line. This can be eliminated by increasing the integration density. As described above, according to the present invention, high speed and high integration can be realized, and the practical effects are great.
本発明はまた、二つのアドレス変換装置をデコーダを中
心に左右に配置しており、この場合一般的に多く用いら
れている中央にデコーダがあり、その両側にメモリセル
アレイを配置したランダムアクセスメモリや中央にデコ
ーダがあり、その両側に連想メモリセルアレイを配置し
た連想メモリを使用できる効果がある。左右2つのアド
レス変換装置は独立に動作させることもでき、その場合
二つのアドレス変換装置の動作タイミングを異ならせる
こともできる。さらにアドレスとデータのビット数はm
> n s m =n N m < nの場合のいづ
れでも適用でき、実用上の効果は大なるものがある。The present invention also has two address conversion devices arranged on the left and right sides of the decoder, and in this case, the decoder is located in the center and memory cell arrays are arranged on both sides of the decoder, which is commonly used. This has the advantage of using an associative memory in which there is a decoder in the center and associative memory cell arrays arranged on both sides of the decoder. The two left and right address translation devices can be operated independently, and in that case, the operation timings of the two address translation devices can be made to differ. Furthermore, the number of bits of address and data is m
> n s m = n N m < n and can be applied to any case, and the practical effect is great.
第1図は本発明の第1の実施例における半導体記憶装置
の概略ブロック構成図、第2図は本発明の第2の実施例
における半導体記憶装置の概略ブロック構成図、第3図
は本発明の第3の実施例における半導体記憶装置の概略
ブロック構成図、第4図は本発明の第4の実施例におけ
る半導体記憶装置の概略ブロック構成図、第5図は本発
明の第5の実施例における半導体記憶装置の概略ブロッ
ク構成図、第6図は本発明の第6の実施例における半導
体記憶装置の概略ブロック構成図、第7図は本発明の実
施例における制御手段の回路図、第8図は本発明の実施
例における連想メモリセルの回路図、第9図は本発明の
実施例におけるランダムアクセスメモリセルの回路図で
ある。
1・・・連想メモリセルアレイ、2.3.3a.3b・
・・ランダムアクセスメモリセルアレイ、4,6. 6
a,5b・・・デコーダ、5・・・制御手段、7,9.
10.10a.10b・・・ワード信号、8・・・一致
検出線、11,12.13.14.15.16,30,
31.32.33.34.35.36.37.38.3
9・・・ビット線、17.18.18a,18b・・・
アドレス信号、19・・・比較器、20・・・比較結果
出力、21・・・タグメモリセルアレイ、22.24・
・・制御信号、23・・・PチャネルMOSトランジス
タ、25・・・論理和回路、26・・・論理積回路、2
7・・・センスアンプ、28・・・NチャネルMOSト
ランジスタ、29・・・PチャネルMOSトランジスタ
。FIG. 1 is a schematic block diagram of a semiconductor memory device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic block diagram of a semiconductor memory device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a schematic block diagram of a semiconductor memory device according to a second embodiment of the present invention. FIG. 4 is a schematic block diagram of a semiconductor memory device according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a schematic block diagram of a semiconductor memory device according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 6 is a schematic block diagram of a semiconductor memory device according to a sixth embodiment of the present invention, FIG. 7 is a circuit diagram of a control means in an embodiment of the present invention, and FIG. The figure is a circuit diagram of an associative memory cell according to an embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a circuit diagram of a random access memory cell according to an embodiment of the present invention. 1... Content addressable memory cell array, 2.3.3a. 3b・
...Random access memory cell array, 4,6. 6
a, 5b...decoder, 5...control means, 7,9.
10.10a. 10b... Word signal, 8... Coincidence detection line, 11, 12.13.14.15.16, 30,
31.32.33.34.35.36.37.38.3
9...Bit line, 17.18.18a, 18b...
Address signal, 19... Comparator, 20... Comparison result output, 21... Tag memory cell array, 22.24.
...Control signal, 23...P channel MOS transistor, 25...OR circuit, 26...AND circuit, 2
7...Sense amplifier, 28...N channel MOS transistor, 29...P channel MOS transistor.
Claims (9)
mビットの論理アドレスを格納し比較する連想メモリセ
ルアレイと、mビットの物理アドレスを格納する第1の
ランダムアクセスメモリセルアレイと、mビットの第2
のランダムアクセスメモリアレイと、前記連想メモリセ
ルアレイのワード信号を生成する第1のデコード手段と
、前記連想メモリセルアレイのワード信号および比較結
果を用いて前記第1のランダムアクセスメモリセルアレ
イのワード信号を生成する制御手段と、前記第2のラン
ダムアクセスメモリセルアレイのワード信号を生成する
第2のデコード手段とを備えた半導体記憶装置。(1) One entry of the address translation device is at least
an associative memory cell array that stores and compares m-bit logical addresses; a first random access memory cell array that stores m-bit physical addresses; and a second random access memory cell array that stores m-bit physical addresses.
a random access memory array, a first decoding means for generating a word signal for the content addressable memory cell array, and a word signal for the first random access memory cell array using the word signal for the content addressable memory cell array and a comparison result. and second decoding means for generating a word signal for the second random access memory cell array.
体記憶装置。(2) The semiconductor memory device according to claim (1), having a plurality of entries.
ッシュタグメモリである請求項(1)または(2)記載
の半導体記憶装置。(3) The semiconductor memory device according to claim (1) or (2), wherein the second random access memory cell array is a cache tag memory.
ルアレイ群のうち少なくとも二つのランダムアクセスメ
モリセルアレイがビット線に垂直な方向に平行に配置さ
れている請求項(1)から(3)のいずれかに記載の半
導体記憶装置。(4) According to any one of claims (1) to (3), wherein at least two random access memory cell arrays out of the random access memory cell array group included in one entry are arranged in parallel in a direction perpendicular to the bit line. semiconductor storage device.
トの論理アドレスを格納し比較する第1の連想メモリセ
ルアレイと、mビットの物理アドレスを格納する第1の
ランダムアクセスメモリセルアレイと、mビットの第2
のランダムアクセスメモリセルアレイと、前記第1の連
想メモリセルアレイのワード信号を生成する第1のデコ
ード手段と、前記第1の連想メモリセルアレイのワード
信号および比較結果を用いて前記第1のランダムアクセ
スメモリセルアレイのワード信号を生成する第1の制御
手段とを備え、 第2のアドレス変換装置の1エントリが、nビットの論
理アドレスを格納し比較する第2の連想メモリセルアレ
イと、nビットの物理アドレスを格納する第3のランダ
ムアクセスメモリセルアレイと、nビットの第4のラン
ダムアクセスメモリセルアレイと、前記第2の連想メモ
リセルアレイのワード信号を生成する第2のデコード手
段と、前記第2の連想メモリセルアレイのワード信号お
よび比較結果を用いて前記第3のランダムアクセスメモ
リセルアレイのワード信号を生成する第2の制御手段と
を備え、 前記第1および第2のアドレス変換装置の1エントリが
、第3のデコード手段を中心にビット線が平行になるよ
うに左右に配置され、前記第2および第4のランダムア
クセスメモリセルアレイのワード信号を前記第3のデコ
ード手段によって生成することを特徴とする半導体記憶
装置。(5) One entry of the first address translation device includes a first associative memory cell array that stores and compares m-bit logical addresses, a first random access memory cell array that stores m-bit physical addresses, and m bit second
a random access memory cell array, a first decoding means for generating a word signal of the first associative memory cell array, and a first decoding means for generating a word signal of the first associative memory cell array and a comparison result of the first random access memory cell array. a second content addressable memory cell array in which one entry of the second address conversion device stores and compares an n-bit logical address; and a second content addressable memory cell array that stores and compares an n-bit logical address; a fourth random access memory cell array of n bits, a second decoding means for generating a word signal for the second content addressable memory cell array, and the second content addressable memory. a second control means for generating a word signal for the third random access memory cell array using a word signal of the cell array and a comparison result, one entry of the first and second address translation devices is a second control means for generating a word signal of the third random access memory cell array using a word signal of the cell array and a comparison result; Bit lines are arranged left and right in parallel with the decoding means at the center, and word signals for the second and fourth random access memory cell arrays are generated by the third decoding means. Device.
トの論理アドレスを格納し比較する第1の連想メモリセ
ルアレイと、mビットの物理アドレスを格納する第1の
ランダムアクセスメモリセルアレイと、mビットの第2
のランダムアクセスメモリセルアレイと、前記第2のラ
ンダムアクセスメモリセルアレイのワード信号を生成す
る第1のデコード手段と、第1の制御手段とを備え、第
2のアドレス変換装置の1エントリが、nビットの論理
アドレスを格納し比較する第2の連想メモリセルアレイ
と、nビットの物理アドレスを格納する第3のランダム
アクセスメモリセルアレイと、nビットの第4のランダ
ムアクセスメモリセルアレイと、前記第4のランダムア
クセスメモリセルアレイのワード信号を生成する第2の
デコード手段と、第2の制御手段とを備え、 前記第1および第2のアドレス変換装置の1エントリが
第3のデコード手段を中心にビット線が平行になるよう
に左右に配置され、前記第1および第2の連想メモリセ
ルアレイのワード信号が前記第3のデコード手段によっ
て生成され、前記第1の制御手段は前記第1の連想メモ
リセルアレイのワード信号および比較結果を用いて前記
第1のランダムアクセスメモリアレイのワード信号を生
成し、前記第2の制御手段は前記第2の連想メモリセル
アレイのワード信号および比較結果を用いて前記第3の
ランダムアクセスメモリアレイのワード信号を生成する
ことを特徴とする半導体記憶装置。(6) One entry of the first address translation device includes a first associative memory cell array that stores and compares m-bit logical addresses, a first random access memory cell array that stores m-bit physical addresses, and m bit second
a random access memory cell array, a first decoding means for generating a word signal for the second random access memory cell array, and a first control means, wherein one entry of the second address translation device has n bits. a second associative memory cell array for storing and comparing logical addresses of , a third random access memory cell array for storing n-bit physical addresses, a fourth random access memory cell array for n-bits, and the fourth random access memory cell array for storing and comparing logical addresses of . A second decoding means for generating a word signal for an access memory cell array, and a second control means, wherein one entry of the first and second address translation devices has a bit line centered around the third decoding means. Word signals for the first and second associative memory cell arrays are generated by the third decoding means, and the first control means generates word signals for the first and second content addressable memory cell arrays. The signal and the comparison result are used to generate a word signal for the first random access memory array, and the second control means uses the word signal and the comparison result for the second content addressable memory cell array to generate a word signal for the third random access memory array. A semiconductor memory device that generates a word signal for an access memory array.
)記載の半導体記憶装置。(7) Claim (5) or (6) having multiple entries
).
レイがキャッシュタグメモリである請求項(5)から(
7)のいずれかに記載の半導体記憶装置。(8) The second and fourth random access memory cell arrays are cache tag memories.
7) The semiconductor memory device according to any one of 7).
レイがビット線に垂直な方向に平行に配置され、かつ第
3および第4のランダムアクセスメモリセルアレイがビ
ット線に垂直な方向に平行に配置されている請求項(5
)から(8)のいずれかに記載の半導体記憶装置。(9) The first and second random access memory cell arrays are arranged in parallel in a direction perpendicular to the bit line, and the third and fourth random access memory cell arrays are arranged in parallel in a direction perpendicular to the bit line. (5)
) to (8).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2316972A JPH087716B2 (en) | 1989-11-22 | 1990-11-21 | Semiconductor memory device |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30423189 | 1989-11-22 | ||
| JP1-304231 | 1989-11-22 | ||
| JP2316972A JPH087716B2 (en) | 1989-11-22 | 1990-11-21 | Semiconductor memory device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03218547A true JPH03218547A (en) | 1991-09-26 |
| JPH087716B2 JPH087716B2 (en) | 1996-01-29 |
Family
ID=26563831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2316972A Expired - Lifetime JPH087716B2 (en) | 1989-11-22 | 1990-11-21 | Semiconductor memory device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH087716B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5463751A (en) * | 1989-11-22 | 1995-10-31 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Memory device having address translator and comparator for comparing memory cell array outputs |
-
1990
- 1990-11-21 JP JP2316972A patent/JPH087716B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5463751A (en) * | 1989-11-22 | 1995-10-31 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Memory device having address translator and comparator for comparing memory cell array outputs |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH087716B2 (en) | 1996-01-29 |
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