JPH0329186A - アルチポートsram - Google Patents

アルチポートsram

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JPH0329186A
JPH0329186A JP1164235A JP16423589A JPH0329186A JP H0329186 A JPH0329186 A JP H0329186A JP 1164235 A JP1164235 A JP 1164235A JP 16423589 A JP16423589 A JP 16423589A JP H0329186 A JPH0329186 A JP H0329186A
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JP
Japan
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write
bit line
read
output
fet
Prior art date
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Pending
Application number
JP1164235A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuhiko Hagiwara
靖彦 萩原
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Publication of JPH0329186A publication Critical patent/JPH0329186A/ja
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、同一アドレスに対する読出し・書込みが可能
なマルチポートSRAM、特に読出し・書込みの競合(
アクセス競合)が生じた場合でも、アクセス時間の増大
を引き起こすことなく、書込んだ値が即時読出されるマ
ルチポー} SRAMに関する。この種のマルチポート
SRAMは、キャッシュメモリや、CPUのレジスタと
して利用分野が有望である。
(従来の技術) 従来のマルチポートSRAM(第3図)は、アクセスの
競合が起こった場合、読出し用ビット線にはまずメモリ
セルの内容が読みだされ、引き続いて書込みアンプの出
力が伝達されるので、読出し時間が増大する。従ってア
クセスの競合を許さないか、もしくは書込みを行う前ま
でメモリセルに書込まれていたデータが読みだされるこ
とにしていた。
(発明が解決しようとする課題) 複数の経路から同時にアクセスされるメモリは、マルチ
ポートのメモリが用いられるが、同一のアドレスに対し
て書込み・読出しが競合した場合、書込んだデータが同
時に読みだされるようにした方が、高速であるだけでな
く、フロー制御が簡単になるなど有利な点が多い。とこ
ろが、以上述べたように従来例では、メモリセルの内容
と書込みデータが異なる場合には、読出しに要する時間
が長くなる。
本発明の目的は、アクセス時間の増大を引き起こすこと
なく、アクセス競合時に書き込んだデータが高速に読出
されるマルチポートSRAMを提供することにある。
(課題を解決するための手段) 第1の発明は、 互いの入力と出力を接続した第1インバータと、第2イ
ンバータからなるメモリセルと、前記第1インバータの
入力と第1書込みビット線を接続する第1書込みFET
と、 前記第2インバータの入力と第2書込みビット線を接続
する第2書込みFETと、 前記第1、第2書込みFETのゲートに接続された書込
みワード線と、 前記第1インバータの入力と第1読出しビット線を接続
する第1読出しFETと、 前記第2インバータの入力と第2読出しビット線を接続
する第2読出しFETと、 前記第1、第2読出しFETのゲートに接続された読出
しワード線と、 書込みデータを前記第1書込みビット線に出力するため
の第1書込みアンプと、 書込みデータの反転結果を前記第2書込みビット線に出
力するための第2書込みアンプと、前記の第1、第2読
出しビット線の電位差を検出し、差動増幅するセンスア
ンプと、 読出しと書込み同一アドレスに対して行われることを検
出するアクセス競合検出回路と、前記アクセス競合検出
回路の出力をゲート入力とし、前記センスアンプの出力
と、前記第1書込みビット線を接続する短絡用FET からなることを特徴とするマルチポートSRAMである
。
また第2の発明は、前記の短絡用FETに代えて、前記
アクセス競合検出回路の出力をゲート入力とし、前記第
1読出しビット線と、前記第1書込みビット線を接続す
る第1短絡用FETと、前記アクセス競合検出回路の出
力をゲート入力とし、前記第2読出しビット線と、前記
第2書込みビット線を接続する第2短絡用FET からなることを特徴とするマルチポートSRAMである
。
(作用) 第1の発明では、通常読出し時は、アクセス競合検出回
路の出力によって、センスアンプの出力と第1書込みビ
ット線が電気的に切り離されており、従来からのSRA
M同様に動作する。同一アドレスに対して、書込み・読
出しが同時に発生した場合、アクセス競合検出回路の出
力が反転することにより、センスアンプの出力線と第1
書込みビット線が短絡され、出力バッファに書込みデー
タが直接入力されるため、アクセス競合時も高速な読出
しが可能となる。
第2の発明では、通常読出し時は、アクセス競合検出回
路の出力によって、第1書込みビット線と第1読出しビ
ット線、第2書込みビット線と第2読出しビット線がそ
れぞれ電気的に切り離されており、従来からのSRAM
同様に動作する。そして、同一アドレスに対して、書込
み・読出しが同時に発生した場合、アクセス競合検出回
路の出力が反転することにより.、第1、第2短絡FE
Tが導通状態になり、第1書込みビット線と第1読出し
ビット線、第2書込みビット線と第2読出しビット線が
それぞれ短絡され、メモリセルの内容に関係なく、書込
みデータをセンスアンプに入力することが出来るため、
アクセス競合時も高速な読出しが可能となる。
(実施例) 次に図面を参照して本発明の実施例について説明する。
第1図は、本願第1の発明の2ボー} SRAMの実施
例を示す。
1、2は互いの出力を入力とする第1のインバータと第
2のインバータである。
第1インバータ1の入力と第2インバータ2の入力は、
各々反転した電位になっており、双安定状態にある。こ
の状態は、各インバータの入力を反転した電位にするよ
うな力が外部から働くまで継続され、静的なメモリセル
として働く。
第1書込みFET3は第1インバータ1の入力と第1書
込みビット線12を接続し、書込みワード線10をゲー
トの入力とする。
第1読出しFET4は第1インバータ1の入力と第1読
出しビット線14を接続し、読出しワード線11をゲー
トの入力とする。
第2書込みFET5は第2インバータ2の入力と第2書
込みビット線13を接続し、書込みワード線10をゲー
トの入力とする。
第2読出しFET6は第2インバータ2の入力と第2読
出しビット線15を接続し、読出しワード線11をゲー
トの入力とする。
第1書込みアンプ16は書込みデータを第1書込みビッ
ト線l2に出力する。
第2アンプ17は書込みデータの反転結果を第2書込み
ビット線13に出力する。
センスアンプ18は第1読出しビット線14と第2読出
しビット線15を入力とし、その電位差を差動増幅する
。
アクセス競合検出回路19は書込みアドレスと読出しア
ドレスが同一で、書込みと読出しが競合していることを
検出する信号を出力する。
短絡FET21はアクセス競合検出回路19の出力をゲ
ート入力とし、センスアンプ18の出力と、第1書込み
ビット線を接続する。
書込み動作時には、第1書込みアンプ16が第1書込み
ピット線12を書込みデータの電位に、第2書込みアン
ブ17が第2書込みビット線13を書込みデータの反転
電位にする。これと同時に、書込みワード!iA10が
高電位になり、第1書込みFET3と第2書込みFET
5が導通状態になる。この時メモリセルの状態は、書込
みビット線の電位にしたがって変化し、書込み動作が終
了してもメモリセルの状態はそのまま保持され、書込み
が完了する。
読出し動作時には、読出しワード線11が高電位になり
、第1読出しFET4、第2読出しFET5を導通状態
にする。このとき、第1読出しビット線14の電位は、
メモリセル内のデータ電位に変化し、第2読出しビット
線15の電位もメモリセル内のデータの反転電位に変化
する。第1インバータ1と第2インバータ2の駆動能力
が小さいことと、読出しビット線には書込みビット線よ
り大きな負荷が接続されていることで、電位が変化する
には比較的時間がかかる。しかし、センスアップ18で
第1読出しビット線14と第2読出しビット線15の微
少な電位差を増幅することで、センスアンプの出力には
メモリセルのデータが読みだされる。
アクセス競合時には、書込みワード線10と読出しワー
ド線1lがともに高電位になり、第1、2書込みFET
3、4、第1、第2読出しFET5、6が全て導通状態
になる。従って第1読出しビット線14には、先ずメモ
リセルの内容が読みだされ、引き続いて第1書込みアン
プ16の出力が読みだされる。このようなアクセス競合
が起こる場合、アクセス競合検出回路19の出力に従っ
て、短絡FET21が導通状態になり、センスアンプの
出力線の電位は第1、2読出しビット線14、15の電
位によらず、第1書込みアンプ16の出力に従って変化
する。つまりメモリセルを介することなく、入力データ
がそのまま出力されるので、高速な読出しが可能となる
。またアクセス競合が起こっていなければ、アクセス競
合検出回路19の出力に従って、短絡FET21は開放
状態になり、従来方式と同様に、メモリセルの信号を出
力する。
前記アクセス競合検出回路19は、書込みアドレスnビ
ットと読出しアドレスnビット、および各々のアドレス
が有効であることを示す2ビットを入力とし、アドレス
が競合しているかどうかの判定結果を出力する回路で、
基本的には、n個の排他的論理積ゲート、1個の論理積
ゲートと、それらn+1本の出力を1本に絞るための論
理積木からなる。
第2図には第2の発明の実施例を示す。第1図と異なる
のは短絡用FETが2つあることである。第1短絡FE
T31はアクセス競合検出回路19の出力をゲート入力
とし、第1読出しビット線14と第1書込みビット線1
2とを接続する。第2短絡FET32はアクセス競合検
出回路19の出力をゲート入力とし、第2書込みビット
線13と、第1読出しビット線15を接続する。
アクセス競合時には、書込みワード線10と読出しワー
ド線11がともに高電位になり、第1、2書込みFET
3、4、第1、第2読出しFET5、6が全て導通状態
になる。従って、第1読出しビット線14には、先ずメ
モリセルの内容が読だされ、引き続いて第1書込みアン
プ16の出力が読みだされようとする。
本発明の高速化を行うと、アクセス競合が起こっていれ
ば、アクセス競合検出回路19の出力に従って、第1短
絡FET21と第2短絡FET22が導通状態になり、
第1読出しビット線14と第1書込みアンプ16の出力
、第2読出しビット線15と第2書込みアンプ17の出
力がそれぞれ短絡され、センスアンプには、メモリセル
の内容によらず第1、第2書込みアンプの出力が入力さ
れ、書込みデータが読出される。つまりメモリセルを介
することなく、入力データがそのままセンスアンプで増
幅されるので、高速な読出しが可能となる。またアクセ
ス競合が起こっていなければ、アクセス競合検出回路1
9の出力に従って、短絡FET21, 22は開放状態
になり、従来方式と同様に、メモリセルの信号をメモリ
から出力する。
(発明の効果) 以上説明したように、従来のマルチポートメモリは、同
一アドレスに対する書込み・読出しが競合した(アクセ
ス競合)時の読出しは、通常の読出しと比較してアクセ
ス時間が長かったり、書込み前までメモリセルに書かれ
ていた内容を出力して、書き込むデータと読出されるデ
ータが異なったりした。本発明はアクセス競合時にも、
通常読出し時と同等の(もしくはより短い)アクセス時
間で読出しが行われるマルチボー} SRAMを提供す
るという効果がある。
さらにアクセス競合検出回路は、アドレスのビット数と
等しい排他的論理積ゲートと、その出力を一本に絞るた
めの論理積木から基本的に構威され、アドレスのビット
数nを8としたとき、アドレスデコーダの2%の面積を
占め、メモリ全体の1%以下の極めて小さい面積で構成
できる。また検出に要する時間はアドレスのデコードに
隠され、アクセス時間に影響を与えない。
その他、アクセス競合検出回路以外に付加する回路は、
メモリのビット数と同数(第2の発明の場合は2倍)の
短絡FETだけであり、付加的な部分の占有面積がほと
んど増加しないことも特長である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本願第1の発明の実施例を示す論理回路ブロッ
ク図、第2図は本願第2の発明の実施例を示す論理回路
ブロック図。第3図は従来から用いられているマルチポ
ートのSRAMの論理回路ブロック図である。 1、2・・・第1、第2インバータ、3、5・・・第1
、第2書込みFET、4、6・・・第1、第2読出しF
ET, 10・・・書込みワード線、1l・・・読出し
ワード線、12、13・・・第1、第2書込みビット線
、14、15・・・第1、第2読出しビット線、16、
17・・・第1、第2書込みアンプ、18・・・センス
アンプ、19・・・アクセス競合検出回路、21・・・
短絡FET、31・・・第1短絡FET、32・・・第
2短絡FET, 40・・・出力バッファ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)互いの入力と出力を接続した第1インバータと、
    第2インバータからなるメモリセルと、 前記第1インバータの入力と第1書込みビット線を接続
    する第1書込みFETと、 前記第2インバータの入力と第2書込みビット線を接続
    する第2書込みFETと、 前記第1、第2書込みFETのゲートに接続された書込
    みワード線と、 前記第1インバータの入力と第1読出しビット線を接続
    する第1読出しFETと、 前記第2インバータの入力と第2読出しビット線を接続
    する第2読出しFETと、 前記第1、第2読出しFETのゲートに接続された読出
    しワード線と、 書込みデータを前記第1書込みビット線に出力するため
    の第1書込みアンプと、 書込みデータの反転結果を前記第2書込みビット線に出
    力するための第2書込みアンプと、 前記の第1、第2読出しビット線の電位差を検出し、差
    動増幅するセンスアンプと、 読出しと書込みが同一アドレスに対して行われることを
    検出し、結果を出力するアクセス競合検出回路と、 前記アクセス競合検出回路の出力をゲート入力とし、前
    記センスアンプの出力と、前記第1書込みビット線を接
    続する短絡用FET からなることを特徴とするマルチポート SRAM。
  2. (2)第1項記載の短絡用FETの代わりに、前記アク
    セス競合検出回路の出力をゲート入力とし、前記第1読
    出しビット線と前記第1書込みビット線を接続する第1
    短絡用FETと、 前記アクセス競合検出回路の出力をゲート入力とし、前
    記第2読出しビット線と、前記第2書込みビット線を接
    続する第2短絡用FETを備えたことを特徴とするマル
    チポートSRAM。
JP1164235A 1989-06-26 1989-06-26 アルチポートsram Pending JPH0329186A (ja)

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