JPH04298884A - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

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JPH04298884A
JPH04298884A JP3049582A JP4958291A JPH04298884A JP H04298884 A JPH04298884 A JP H04298884A JP 3049582 A JP3049582 A JP 3049582A JP 4958291 A JP4958291 A JP 4958291A JP H04298884 A JPH04298884 A JP H04298884A
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memory cell
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memory
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semiconductor integrated
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JP3049582A
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Masahiko Yoshimoto
雅彦 吉本
Tetsuya Matsumura
哲哉 松村
Kazuya Ishihara
石原 和哉
Shinichi Uramoto
浦本 紳一
Hiroshi Segawa
浩 瀬川
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Mitsubishi Electric Corp
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はデジタル信号処理等に
おける算術演算を高速に実行する半導体集積回路に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来の半導体集積回路の一例を図3に示
し説明する。この図3において、31,32はメモリデ
バイス、33は加算等を実行する算術演算回路である。 そして、メモリデバイス31および32から演算対象の
データが読み出され、算術演算回路33に入力され、こ
の算術演算回路33はメモリデバイス31および32か
ら読み出された2つのデータの、例えば、加算結果等を
演算出力として出力する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の半
導体集積回路では、メモリデバイス31および32から
のデータを算術演算回路33へ入力するためにデータバ
ス線などが必要で面積が大きくなるという課題があった
。また、データバス線の寄生容量等のために高速化が困
難になるという課題があった。
【0004】この発明はかかる課題を解決するためにな
されたもので、高速の演算処理を行い、かつ面積の小さ
い半導体集積回路を得ることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明による半導体集
積回路は、mビット×nビット(m,n:任意の自然数
)構成の複数のメモリと、この複数のメモリの出力デー
タ間の演算を実行する演算回路とを備え、上記複数のメ
モリを1個のメモリセルアレイで構成し、かつ対応する
ビットのメモリセル列を交互にインターリーブして配置
し、各メモリセル列のビット線を上記演算回路に直結し
たものである。
【0006】
【作用】この発明においては、書き込み/読み出し動作
の開始される前のプリチャージ状態において、2つのM
OS  FETをともにオフ状態とすることにより、プ
ロパゲート信号生成の動作を安定にかつ高速に実行する
【0007】
【実施例】図1はこの発明による半導体集積回路の一実
施例を示した構成図である。この図1において、1はメ
モリセル列〔Ak,Bk(k=0〜n)〕で、このメモ
リセル列1はmビット×nビット(m,n:任意の自然
数)構成の複数のメモリを収容している。2はこのメモ
リセル列1への書き込み回路〔WAk,WBk(k=0
〜n)〕、3は全加算器(F)で、この全加算器3は上
記複数のメモリの出力データ間の演算を実行する演算回
路を構成している。そして、上記複数のメモリを1個の
メモリセルアレイで構成し、かつ対応するビットのメモ
リセル列を交互にインターリーブして配置し、各メモリ
セル列のビット線を上記演算回路に直結させるよう構成
されている。4はメモリAデコーダを示し、5はメモリ
Bデコーダを示す。
【0008】つぎにこの図1に示す実施例の動作を説明
する。まず、メモリセル列1におけるAk,Bk(k=
0〜n)はメモリセル列である。演算に必要な2つのデ
ータ(nビット/ワード)は各々インターリーブされた
メモリ領域AおよびBにストアされる。すなわち、一方
のデータはメモリセル列A0〜Anに,他方のデータは
メモリセル列B0〜Bnにあり、このメモリセル列A0
,B0には最下位桁(ビット)〔LSB〕がストアされ
、メモリセル列An,Bnには最上位桁(ビット)〔M
SB〕がストアされる。つぎに、書き込み回路2におけ
るWAk,WBk(k=0〜n)は各々メモリセル列A
k,Bkへの書き込み回路である。また、メモリセル列
Ak(k=0〜n)に属するメモリセルは各々メモリA
デコーダ4からの選択信号を伝えるワード線に連結され
る。一方、メモリセル列Bk(k=0〜n)に属するメ
モリセルは各々メモリBデコーダ5からの選択信号を伝
えるワード線に連結される。そして、メモリセル列Ak
およびBkはともに全加算器Fkに入力される。
【0009】つぎに、この図1に示す構成をより具体的
に説明するために図1のより詳細な説明図である図2を
用いて説明する。この図2はkビットめの書き込み回路
2のWAk,WBk,メモリセル列1のAk,Bk,全
加算器3のFkの各々の回路構成と、それらの接続状態
を示している。  メモリセル列Ak において、11
はバービット線、13−1・・・13−nはメモリセル
、14はセンスアンプ、15a,15bはバービット線
11およびビット線12のプリチャージトランジスタで
あり、メモリセル13−1〜13−nは図1に示すメモ
リAデコーダ4から出力されるワード線に連結される。 また、メモリセル列Bk において、21はビット線、
22はバービット線、23−1・・・23−nはメモリ
セル、24はセンスアンプ、25a,25bはビット線
21,バービット線22のプリチャージトランジスタで
あり、メモリセル23−1〜23−nは図1に示すメモ
リBデコーダ5から出力されるワード線に連結される。
【0010】書き込み回路WAkにおいて、16,17
はトライステートドライバであり、書き込みイネーブル
信号WEにより制御される。そして、このトライステー
トドライバ16はバービット線11に,トライステート
ドライバ17はビット線12にそれぞれ連結される。ま
た、書き込み回路WBkにおいて、26,27はトライ
ステートドライバであり、書き込みイネーブル信号WE
により制御される。そして、このトライステートドライ
バ26はビット線21に,トライステートドライバ27
はバービット線22にそれぞれ連結される。
【0011】全加算器Fkにおいて、31,32はNチ
ャネル型MOSトランジスタであり、各々のソース電極
(またはドレイン電極)はバービット線11,ビット線
12にそれぞれ連結され、各々のドレイン電極(または
ソース電極)は短絡されてノード36を形成し、Pチャ
ネル型MOSトランジスタ33のドレインに連結される
。そして、Nチャネル型MOSトランジスタ31のゲー
ト電極はビット線21に,Nチャネル型MOSトランジ
スタ32のゲート電極はバービット線22にそれぞれ連
結される。
【0012】そして、EX−ORゲート34の入力には
、Nチャネル型MOSトランジスタ31,32のドレイ
ン電極とキャリ入力Ck−1が接続され、このEX−O
Rゲート34はサムSkを出力する。また、セレクター
35の入力には、ビット線12とキャリ入力Ck−1が
接続され、このセレクター35の制御端子にはノード3
6が連結され、セレクター35はキャリ出力Ckを出力
する。このキャリ出力Ckは(k+1)ビットめの全加
算器Fk+1のキャリ入力となる。また、Nチャネル型
MOSトランジスタ31,32およびPチャネル型MO
Sトランジスタ33は全加算器のプロパゲート信号発生
回路を形成し、ノード36にはプロパゲート信号が出力
される。
【0013】つぎにこの発明の動作について説明する。 まず、メモリセル13−1〜13−n(MCA)および
23−1〜23−n(MCB)に対するデータの書き込
みを行う。書き込み回路WAk,WBkに対して、デー
タDAk,DBk が各々入力され、書き込みイネーブ
ル信号WEが活性状態のとき、トライステートドライバ
16,17および26,27が各々対応するバービット
線11,ビット線12およびビット線21,バービット
線22を駆動する。このとき、メモリAデコーダ4およ
びメモリBデコーダ5により選択された行のワード線が
活性化されるが、そのワード線に連結されたメモリセル
13−1〜13−n(MCA)および23−1〜23−
n(MCB)にデータが書き込まれる。
【0014】つぎに、読み出しおよび加算の動作につい
て説明する。まず、バービット線11,ビット線12,
ビット線21,バービット線22およびノード36はプ
リチャージ15,Pチャネル型MOSトランジスタ33
により「H」にプリチャージされる。また、Nチャネル
型MOSトランジスタ31,32はオフ状態となる。そ
して、メモリAデコーダ4およびメモリBデコーダ5に
より、選択された行のワード線が活性化され、メモリセ
ル列Akにおいてはいずれかのメモリセル13のデータ
が、メモリセル列Bkにおいてはいずれかのメモリセル
23のデータが各々の対応するバービット線11,ビッ
ト線12およびビット線21,バービット線22に読み
出される。例えば、メモリセル13に「1」にストアさ
れ、メモリセル23に「0」がストアされていたとする
と、バービット線11,ビット線21は「L」レベルに
移行する。そして、ビット線12,バービット線22は
プリチャージされた「H」レベルを維持する。これによ
り、Nチャネル型MOSトランジスタ31および32は
オフ状態のままであり、したがって、ノード36はプリ
チャージレベル「H」を維持する。したがって、この場
合、プロパゲート信号は「1」となる。また、メモリセ
ル13に「1」がストアされ、メモリセル23に「1」
がストアされていたとすると、バービット線11および
22は「L」レベルに移行し、ビット線12,21はプ
リチャージされた「H」レベルを維持する。
【0015】これにより、Nチャネル型MOSトランジ
スタ31はオン状態となり、また、Nチャネル型MOS
トランジスタ32はオフ状態のままなので、ノード36
は「L」レベルに放電され、プロパゲート信号は「0」
となる。
【0016】以上のような動作により、隣接するメモリ
セル列をダイレクトに結合してプロパゲート信号を生成
することができる。ここで、従来の構成のプロパゲート
発生回路と異なるのはPチャネル型MOSトランジスタ
33の存在である。これはこの発明のようにメモリアレ
イのビット線を入力とする加算回路において重要となる
。つまり、書き込み/読み出し動作の開始される前のプ
リチャージ状態において、Nチャネル型MOSトランジ
スタ31,32をともにオフ状態とすることにより、プ
ロパゲート信号生成の動作を安定にかつ高速に実行でき
ることになる。そして、プロパゲート信号を用いたキャ
リー生成とサム生成は各々セレクター35とEX−OR
ゲート34により実行されるが、これについては通常の
マンチェスター型全加算器の原理であるので、一般によ
く知られており、ここでは言及しない。以上のようにし
て、メモリ列Aおよびメモリ列Bから読み出された2つ
のデータの加算が完了する。
【0017】なお、上記実施例では、全加算器のサム,
キャリー生成回路にEX−ORゲート回路34,セレク
ター35を用いたが、同じ機能を有するものならどのよ
うな構成でもよい。また、メモリセルはスタティック型
であればフル(FULL)CMOSタイプでも、抵抗負
荷型のものでもどちらでもよいし、また、ダイナミック
型でもよい。また、通常のデータ読み出し回路を付加し
て、スイッチにより加算モードと通常モードを使いわけ
してもよい。さらに、上記実施例では、RAMについて
も説明したが、差動型の構成をとるならROMでもよい
。また、マルチポートRAMでもよい。また、プリチャ
ージトランジスタとしてPMOSを用いたが、NMOS
を用いてもよい、その場合、NMOSのゲート電極の入
力はPC信号となる。
【0018】また、上記実施例では、メモリ2個による
演算について説明したが、この発明はこれに限定される
ものではなく、メモリn個(n≧2)の場合については
同様に、対応するビット毎にインターリーブして配置す
ることも可能である。その場合には、加算器を複数配置
するなどすればよい。また、演算回路は加算回路に限ら
ず、減算回路でもよいし、算術演算回路(ALU)とし
て全ての機能を有していてもよい。さらに、この実施例
では、最下位桁(ビット)〔LSB〕のメモリセル列を
デコーダ回路に最近接し、最上位桁(ビット)〔MSB
〕のメモリセル列を最遠に配置したので、加算演算のよ
うにキャリー伝搬がLSBからMSBへ向かう場合など
には、ワード線遅延がキャリー伝搬遅延により相殺され
、高速回路が実現されるが、大小比較演算のようにキャ
リー伝搬がMSBからLSBへ向かう場合には、デコー
ダ回路をMSBのメモリセル列に近接させてもよい。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように本発明の半導体集積
回路は、メモリAおよびメモリBを対応するビット毎に
交互にインターリーブして配置し、対応するビットの2
列に対して全加算器を直接結合するように構成したので
、メモリの読み出し回路と全加算器のプロパゲート信号
発生回路をマージでき、かつ不要なバス配線を除去でき
るので、高速に演算を実行できるとともに、低面積化を
達成することができる効果がある。また、プリチャージ
トランジスタ33の挿入により、動作を安定に、かつ高
速に実行できるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による半導体集積回路の一実施例を示
した構成図である。
【図2】図1のより詳細な説明図である。
【図3】この発明を使用しない従来の半導体集積回路の
一例を示した構成図である。
【符号の説明】
1  メモリセル列(Ak,Bk) 2  書き込み回路(WAk,WBk)3  全加算器
(Fk) 4  メモリAデコーダ 5  メモリBデコーダ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  mビット×nビット(m,n:任意の
    自然数)構成の複数のメモリと、この複数のメモリの出
    力データ間の演算を実行する演算回路とを備え、前記複
    数のメモリを1個のメモリセルアレイで構成し、かつ対
    応するビットのメモリセル列を交互にインターリーブし
    て配置し、各メモリセル列のビット線を前記演算回路に
    直結させたことを特徴とする半導体集積回路。
JP4958291A 1991-03-14 1991-03-14 半導体集積回路 Expired - Lifetime JP2773443B2 (ja)

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WO1999004398A1 (fr) * 1997-07-18 1999-01-28 Rohm Co., Ltd. Memoire a capacite de traitement

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