JPH06203571A - ランダムアクセスメモリとその読取り・書込み方法 - Google Patents
ランダムアクセスメモリとその読取り・書込み方法Info
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- JPH06203571A JPH06203571A JP5285585A JP28558593A JPH06203571A JP H06203571 A JPH06203571 A JP H06203571A JP 5285585 A JP5285585 A JP 5285585A JP 28558593 A JP28558593 A JP 28558593A JP H06203571 A JPH06203571 A JP H06203571A
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- 241000252073 Anguilliformes Species 0.000 abstract 1
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- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C7/00—Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
- G11C7/10—Input/output [I/O] data interface arrangements, e.g. I/O data control circuits, I/O data buffers
- G11C7/1078—Data input circuits, e.g. write amplifiers, data input buffers, data input registers, data input level conversion circuits
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
- G11C11/21—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
- G11C11/34—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices
- G11C11/40—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors
- G11C11/41—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors forming static cells with positive feedback, i.e. cells not needing refreshing or charge regeneration, e.g. bistable multivibrator or Schmitt trigger
- G11C11/413—Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing, timing or power reduction
- G11C11/417—Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing, timing or power reduction for memory cells of the field-effect type
- G11C11/419—Read-write [R-W] circuits
-
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- G11C7/00—Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
- G11C7/10—Input/output [I/O] data interface arrangements, e.g. I/O data control circuits, I/O data buffers
- G11C7/1051—Data output circuits, e.g. read-out amplifiers, data output buffers, data output registers, data output level conversion circuits
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Static Random-Access Memory (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 単一のメモリサイクルで読取りおよび書込み
の両動作を行うことができ、最高速度かつ最小消費電力
で動作するスタティックランダムアクセスメモリを提供
する。 【構成】 単一のメモリサイクル内で読取りおよび書込
みの両動作を行うことにより、メモリセルのアレーにお
ける最大動作速度を達成する。メモリのセル10から出
力データが読み取られる際に、入力データがこれらのセ
ルに即座に記憶される。メモリセルへの書込み用のビッ
トの値がメモリセルの現存のビットの値と同じ場合に、
書込回路36による書込み動作を阻止することにより、
メモリの消費電力を低下させる。特に、メモリセルの読
取りデータ値は、排他的ORゲート78により書込み用
のデータ値と比較され、それにより、続く書込み動作が
必要であるか否かが決定される。セルの値が書込み用の
値と同じ場合には、書込み動作は行われない。
の両動作を行うことができ、最高速度かつ最小消費電力
で動作するスタティックランダムアクセスメモリを提供
する。 【構成】 単一のメモリサイクル内で読取りおよび書込
みの両動作を行うことにより、メモリセルのアレーにお
ける最大動作速度を達成する。メモリのセル10から出
力データが読み取られる際に、入力データがこれらのセ
ルに即座に記憶される。メモリセルへの書込み用のビッ
トの値がメモリセルの現存のビットの値と同じ場合に、
書込回路36による書込み動作を阻止することにより、
メモリの消費電力を低下させる。特に、メモリセルの読
取りデータ値は、排他的ORゲート78により書込み用
のデータ値と比較され、それにより、続く書込み動作が
必要であるか否かが決定される。セルの値が書込み用の
値と同じ場合には、書込み動作は行われない。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はメモリ回路に関する。よ
り詳細には、本発明はスタティックランダムアクセスメ
モリ回路に関する。
り詳細には、本発明はスタティックランダムアクセスメ
モリ回路に関する。
【0002】
【従来の技術】メモリが必要とされる或る特定の用途で
は、メモリアレーのセルに書き込まれる新たなデータ
は、これらのセルから現存のデータが読み取られる前に
利用できる。例えば、非同期転送モード(ATM)スイ
ッチング中にデータのパケットをバッファする場合、新
たなデータパケットは、現存のパケットがメモリから読
み取られるのと同時にメモリに入力される。このような
用途では、特定のクロック速度について最大の性能を達
成するために、現存データの読取りと新規データのメモ
リセルへの書込みを単一のメモリサイクル内で行うこと
が望ましい。また、メモリ動作において消費される電力
を最小にすることが望ましい。
は、メモリアレーのセルに書き込まれる新たなデータ
は、これらのセルから現存のデータが読み取られる前に
利用できる。例えば、非同期転送モード(ATM)スイ
ッチング中にデータのパケットをバッファする場合、新
たなデータパケットは、現存のパケットがメモリから読
み取られるのと同時にメモリに入力される。このような
用途では、特定のクロック速度について最大の性能を達
成するために、現存データの読取りと新規データのメモ
リセルへの書込みを単一のメモリサイクル内で行うこと
が望ましい。また、メモリ動作において消費される電力
を最小にすることが望ましい。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、単一のメモリサイクルで読取りおよび書込みの
両動作を行うことができ、最高速度かつ最小消費電力で
動作するスタティックランダムアクセスメモリを提供す
ることである。
目的は、単一のメモリサイクルで読取りおよび書込みの
両動作を行うことができ、最高速度かつ最小消費電力で
動作するスタティックランダムアクセスメモリを提供す
ることである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、単一の
メモリサイクル内で読取りおよび書込みの両動作を行う
ことにより、スタティックランダムアクセスメモリにお
ける最大動作速度を達成することができる。すなわち、
本発明によれば、ランダムアクセスメモリのセルから出
力データが読み取られる際に、入力データがこれらのセ
ルに即座に記憶される。また、本発明によれば、メモリ
セルへの書込み用のビットの値がメモリセルに現在記憶
されているビットの値と同じ場合に書込み動作の発生を
阻止することにより、メモリの消費電力を低下させるこ
とができる。特に、特定のメモリセルにおける読取りデ
ータ値は、そのセルへの書込み用のデータ値と比較さ
れ、それにより、次の書込み動作が必要であるか否かが
決定される。セルの値が書込み用の値と同じ場合には、
書込み動作は行われない。
メモリサイクル内で読取りおよび書込みの両動作を行う
ことにより、スタティックランダムアクセスメモリにお
ける最大動作速度を達成することができる。すなわち、
本発明によれば、ランダムアクセスメモリのセルから出
力データが読み取られる際に、入力データがこれらのセ
ルに即座に記憶される。また、本発明によれば、メモリ
セルへの書込み用のビットの値がメモリセルに現在記憶
されているビットの値と同じ場合に書込み動作の発生を
阻止することにより、メモリの消費電力を低下させるこ
とができる。特に、特定のメモリセルにおける読取りデ
ータ値は、そのセルへの書込み用のデータ値と比較さ
れ、それにより、次の書込み動作が必要であるか否かが
決定される。セルの値が書込み用の値と同じ場合には、
書込み動作は行われない。
【0005】
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明をさらに詳
細に説明する。
細に説明する。
【0006】図1は、通常の方法により構成されたメモ
リセルのアレーを示す。メモリセルアレーはn列×n段
となるように構成されている。各メモリサイクル中に、
ある1つのワード選択ラインに電圧が印加され、そのメ
モリサイクル中に駆動するメモリセルのグループが特定
される。各列内のメモリセルは、2本のビットラインB
ITおよびBIT(この後者のBITは図中では上部に
線が引かれているが、JISコードでは表示できないの
で、明細書中では“バーBIT”と表示する。以下、同
様である。)により互いに連結されている。
リセルのアレーを示す。メモリセルアレーはn列×n段
となるように構成されている。各メモリサイクル中に、
ある1つのワード選択ラインに電圧が印加され、そのメ
モリサイクル中に駆動するメモリセルのグループが特定
される。各列内のメモリセルは、2本のビットラインB
ITおよびBIT(この後者のBITは図中では上部に
線が引かれているが、JISコードでは表示できないの
で、明細書中では“バーBIT”と表示する。以下、同
様である。)により互いに連結されている。
【0007】各メモリセル10は、2個のノードを有す
る。2個のノードのうちの第1のノードは、実際のデー
タ値を記憶するノードであり、ビットライン“BIT”
に結合されている。2個のノードのうちの第2のノード
は、第1のノードにより記憶されたデータ値の補数を記
憶する。この第2のノードは、ビットライン“バーBI
T”に結合されている。
る。2個のノードのうちの第1のノードは、実際のデー
タ値を記憶するノードであり、ビットライン“BIT”
に結合されている。2個のノードのうちの第2のノード
は、第1のノードにより記憶されたデータ値の補数を記
憶する。この第2のノードは、ビットライン“バーBI
T”に結合されている。
【0008】各メモリセルの列は、その個々のビットラ
インにより制御回路12に接続されている。制御回路1
2は、ワード選択ライン(例えば、ライン24および2
6)により列内のあるメモリセルが特定された場合に、
この特定のメモリセルからデータを読み取り、また、特
定のメモリセルへデータを書き込む。制御回路12は、
メモリセルから読み取られたデータを読取バス14へ出
力し、そして、メモリセルへの書込み用のデータを書込
バス16から受信する。制御回路12には、“選択”制
御ライン18が設けられている。この選択制御ライン1
8は、制御回路12が、電圧印加されたワード選択ライ
ンに結合されているメモリセルのグループまたはサブセ
ットについて読取りおよび書込み動作を行うことができ
るように、制御回路12を制御する。
インにより制御回路12に接続されている。制御回路1
2は、ワード選択ライン(例えば、ライン24および2
6)により列内のあるメモリセルが特定された場合に、
この特定のメモリセルからデータを読み取り、また、特
定のメモリセルへデータを書き込む。制御回路12は、
メモリセルから読み取られたデータを読取バス14へ出
力し、そして、メモリセルへの書込み用のデータを書込
バス16から受信する。制御回路12には、“選択”制
御ライン18が設けられている。この選択制御ライン1
8は、制御回路12が、電圧印加されたワード選択ライ
ンに結合されているメモリセルのグループまたはサブセ
ットについて読取りおよび書込み動作を行うことができ
るように、制御回路12を制御する。
【0009】制御回路12用の電力はVddから供給され
る。制御回路12はビットラインを介してメモリセルに
電力を供給する。メモリアレーは、ライン22を介して
制御回路12へ入力されたシステムクロック信号に応じ
て、同期的に動作する。
る。制御回路12はビットラインを介してメモリセルに
電力を供給する。メモリアレーは、ライン22を介して
制御回路12へ入力されたシステムクロック信号に応じ
て、同期的に動作する。
【0010】本発明の実施例では、メモリは、ATM交
換機のような電気通信パケット交換機内で使用される。
本発明のメモリは、メモリセルの特定のグループに対す
るデータの全パケットを、単一のメモリサイクル内で、
読取りおよび書込み動作を行うのに使用される。電気通
信交換機は、通常のメモリアドレス指定技術を用いて、
デコーダ(図示せず)によりデコードされるアドレスを
発生し、データパケットの各ビットをメモリセルの別の
グループに記憶したままで、データパケットを記憶する
メモリセル10のグループを確実に識別する。デコード
されたアドレスは、一般的に、ライン24のような共通
のワード選択ラインにより結合される幾つかのメモリセ
ルに対応する。
換機のような電気通信パケット交換機内で使用される。
本発明のメモリは、メモリセルの特定のグループに対す
るデータの全パケットを、単一のメモリサイクル内で、
読取りおよび書込み動作を行うのに使用される。電気通
信交換機は、通常のメモリアドレス指定技術を用いて、
デコーダ(図示せず)によりデコードされるアドレスを
発生し、データパケットの各ビットをメモリセルの別の
グループに記憶したままで、データパケットを記憶する
メモリセル10のグループを確実に識別する。デコード
されたアドレスは、一般的に、ライン24のような共通
のワード選択ラインにより結合される幾つかのメモリセ
ルに対応する。
【0011】図2は、制御回路12の詳細図である。制
御回路12は、予備充電回路28、センスアンプ30、
ラッチ発生器(回路)32、読取ラッチ回路34および
書込回路36を含む。これらの各回路については後段に
おいて詳細に説明する。一般的に、制御回路12は次の
ように動作する。まず、予備充電回路28は、メモリサ
イクルのうちの最初の半分において、ビットラインをV
ddまで予備充電する。メモリサイクルのうちの後の半分
において、センスアンプ30はビットラインの電圧の変
動を検出し、これにより、メモリセルからデータ値を読
み取る。読取りが完了した時点で、ラッチ発生器32は
ラッチ信号を発生し、そして、データをラッチするため
の読取ラッチ回路34および書込み動作を開始するため
の書込回路36に対して、ラッチ信号を同時に出力す
る。
御回路12は、予備充電回路28、センスアンプ30、
ラッチ発生器(回路)32、読取ラッチ回路34および
書込回路36を含む。これらの各回路については後段に
おいて詳細に説明する。一般的に、制御回路12は次の
ように動作する。まず、予備充電回路28は、メモリサ
イクルのうちの最初の半分において、ビットラインをV
ddまで予備充電する。メモリサイクルのうちの後の半分
において、センスアンプ30はビットラインの電圧の変
動を検出し、これにより、メモリセルからデータ値を読
み取る。読取りが完了した時点で、ラッチ発生器32は
ラッチ信号を発生し、そして、データをラッチするため
の読取ラッチ回路34および書込み動作を開始するため
の書込回路36に対して、ラッチ信号を同時に出力す
る。
【0012】さらに詳細には、センスアンプ30は、ビ
ットラインに接続され、これらのビットライン上の電圧
変動を検出する。ビットライン電圧の変動に応じて、セ
ンスアンプ30は、どのビットラインが論理1に結合さ
れ、どのビットラインが論理0に結合されているかを決
定する。決定後、センスアンプ30は、ラッチ発生器3
2と読取ラッチ34に対してデータを同時に出力する。
ラッチ発生器32は、システムクロック信号を受信した
ときのセンスアンプ30からの出力信号に応答して、ラ
ッチ信号を発生する。
ットラインに接続され、これらのビットライン上の電圧
変動を検出する。ビットライン電圧の変動に応じて、セ
ンスアンプ30は、どのビットラインが論理1に結合さ
れ、どのビットラインが論理0に結合されているかを決
定する。決定後、センスアンプ30は、ラッチ発生器3
2と読取ラッチ34に対してデータを同時に出力する。
ラッチ発生器32は、システムクロック信号を受信した
ときのセンスアンプ30からの出力信号に応答して、ラ
ッチ信号を発生する。
【0013】ラッチ発生器32からのラッチ信号は、読
取ラッチ34および書込回路36へ同時に供給される。
読取ラッチ34は、ラッチ発生器32からラッチ信号を
受信したときに、センスアンプ30からの信号をラッチ
する。読取ラッチ34はラッチされたデータを読取バス
14へ出力する。書込回路36は、メモリセルへの書込
み用の入力データを書込バス16から受信する。書込回
路36は、書込可能ライン20に電圧が印加されている
場合に、ラッチ発生器32からラッチ信号を受信する
と、書込動作を開始する。
取ラッチ34および書込回路36へ同時に供給される。
読取ラッチ34は、ラッチ発生器32からラッチ信号を
受信したときに、センスアンプ30からの信号をラッチ
する。読取ラッチ34はラッチされたデータを読取バス
14へ出力する。書込回路36は、メモリセルへの書込
み用の入力データを書込バス16から受信する。書込回
路36は、書込可能ライン20に電圧が印加されている
場合に、ラッチ発生器32からラッチ信号を受信する
と、書込動作を開始する。
【0014】後で詳細に説明するように、読取ラッチ3
4および書込回路36に対して共通のラッチ信号を供給
することによって、制御回路12は、メモリセルに対す
る読取みおよび書込みの両方の動作を、単一のクロック
サイクル内に行うことができる。
4および書込回路36に対して共通のラッチ信号を供給
することによって、制御回路12は、メモリセルに対す
る読取みおよび書込みの両方の動作を、単一のクロック
サイクル内に行うことができる。
【0015】予備充電回路28は高級タイプのp−チャ
ネルトランジスタ38、40、および42を含む。トラ
ンジスタ38、40、および42のゲート端末は、クロ
ック信号に接続されている。トランジスタ38および4
2のドレインは、Vddに接続されている。トランジスタ
38および42のソースは共にトランジスタ40に接続
されている。トランジスタ38のソース端末は、一方の
ビットライン(例えば、BIT)に接続されており、ト
ランジスタ42のソース端末は、他方のビットライン
(例えば、バーBIT)に接続されている。予備充電回
路28としては、クロック信号を受信したときにビット
ラインをVddにまで急速に充電する回路であれば全て使
用できる。
ネルトランジスタ38、40、および42を含む。トラ
ンジスタ38、40、および42のゲート端末は、クロ
ック信号に接続されている。トランジスタ38および4
2のドレインは、Vddに接続されている。トランジスタ
38および42のソースは共にトランジスタ40に接続
されている。トランジスタ38のソース端末は、一方の
ビットライン(例えば、BIT)に接続されており、ト
ランジスタ42のソース端末は、他方のビットライン
(例えば、バーBIT)に接続されている。予備充電回
路28としては、クロック信号を受信したときにビット
ラインをVddにまで急速に充電する回路であれば全て使
用できる。
【0016】前記のように、メモリセル10からデータ
を読み取るために、センスアンプ30は、ビットライン
における電圧の相対的な変動を検出し、どのビットライ
ンが論理1に接続され、どのビットラインが論理0に接
続されているかを決定する。図3に示されたセンスアン
プ30は、2個のインバータ45と47を含む。インバ
ータ45および47は、平衡回路52(図2に詳細に図
示されている)により再生的に交差結合されている。
を読み取るために、センスアンプ30は、ビットライン
における電圧の相対的な変動を検出し、どのビットライ
ンが論理1に接続され、どのビットラインが論理0に接
続されているかを決定する。図3に示されたセンスアン
プ30は、2個のインバータ45と47を含む。インバ
ータ45および47は、平衡回路52(図2に詳細に図
示されている)により再生的に交差結合されている。
【0017】後で説明するように、平衡回路52が閉じ
ている場合、インバータ45および47は不安定状態に
維持される。平衡回路52が開くと、インバータ45お
よび47は、ビットラインの相対的電圧により決定され
る方向の安定状態に駆動される。ビットラインの相対的
電圧により決定されるような、インバータ間の電流の方
向は、読取ラッチ34によりラッチされるデータ値を確
立する。
ている場合、インバータ45および47は不安定状態に
維持される。平衡回路52が開くと、インバータ45お
よび47は、ビットラインの相対的電圧により決定され
る方向の安定状態に駆動される。ビットラインの相対的
電圧により決定されるような、インバータ間の電流の方
向は、読取ラッチ34によりラッチされるデータ値を確
立する。
【0018】インバータ45および47は、相補対称M
OS(CMOS)形のトランジスタ44および46とト
ランジスタ48および50によりそれぞれ形成されてい
る。トランジスタ44および46のゲートは、トランジ
スタ54および56からなる平衡回路52により、トラ
ンジスタ48および50のゲートと再生的に結合されて
いる。トランジスタ54および56のゲート端末は、シ
ステムクロック信号により制御される。平衡回路52
は、クロック信号が低い場合、インバータ45および4
7に対して、短絡回路として現れる。逆に、クロック信
号が高い場合、平衡回路52は、インバータ45および
47に対して、開路として現れる。
OS(CMOS)形のトランジスタ44および46とト
ランジスタ48および50によりそれぞれ形成されてい
る。トランジスタ44および46のゲートは、トランジ
スタ54および56からなる平衡回路52により、トラ
ンジスタ48および50のゲートと再生的に結合されて
いる。トランジスタ54および56のゲート端末は、シ
ステムクロック信号により制御される。平衡回路52
は、クロック信号が低い場合、インバータ45および4
7に対して、短絡回路として現れる。逆に、クロック信
号が高い場合、平衡回路52は、インバータ45および
47に対して、開路として現れる。
【0019】インバータ45および47は、回路動作用
の電力をビットラインから得る。これは、電源ライン
(例えば、Vdd)から電流を得る従来のセンスアンプに
比べて優れている。なぜなら、本発明のセンスアンプ
は、メモリセルの内容を一旦読取れば、電流の供給を受
ける必要がほとんどないからである。
の電力をビットラインから得る。これは、電源ライン
(例えば、Vdd)から電流を得る従来のセンスアンプに
比べて優れている。なぜなら、本発明のセンスアンプ
は、メモリセルの内容を一旦読取れば、電流の供給を受
ける必要がほとんどないからである。
【0020】前記のセンスアンプ30は、その他の幾つ
かの点においても、従来のセンスアンプ設計に比べて優
れている。例えば、センスアンプ30は、読取り動作中
の極く僅かの間のみビットラインを放電させるだけであ
るため、ビットラインをほぼVddの電圧に維持すること
ができる。これにより、検出動作が完了した後、ビット
ラインを迅速に予備充電することができる。また、セン
スアンプ30は、Vdd付近の電圧に対して最高の検出性
能を有する。したがって、Vddが容易に利用できること
から、ビットラインの予備充電が簡単になる。これに対
し、従来のセンスアンプ回路は、Vdd/2付近の電圧に
対して最も高い検出性能を有する。したがって、Vdd/
2の電圧を発生するために、従来のセンスアンプは追加
の回路を必要とし、その結果、回路設計が一層複雑にな
る。
かの点においても、従来のセンスアンプ設計に比べて優
れている。例えば、センスアンプ30は、読取り動作中
の極く僅かの間のみビットラインを放電させるだけであ
るため、ビットラインをほぼVddの電圧に維持すること
ができる。これにより、検出動作が完了した後、ビット
ラインを迅速に予備充電することができる。また、セン
スアンプ30は、Vdd付近の電圧に対して最高の検出性
能を有する。したがって、Vddが容易に利用できること
から、ビットラインの予備充電が簡単になる。これに対
し、従来のセンスアンプ回路は、Vdd/2付近の電圧に
対して最も高い検出性能を有する。したがって、Vdd/
2の電圧を発生するために、従来のセンスアンプは追加
の回路を必要とし、その結果、回路設計が一層複雑にな
る。
【0021】さらに、本発明のセンスアンプは、1ステ
ージだけからなり、その出力は真のCMOS電圧であ
る。これに対して、従来のセンスアンプ設計は、出力電
圧を真のCMOS電圧にまで復帰させるために、検出ス
テージの次に1個以上の追加ステージを必要とする。こ
れらの追加ステージは、製造コストを増大させ、動作速
度を低下させ、さらに、追加のウエハスペースを必要と
する。
ージだけからなり、その出力は真のCMOS電圧であ
る。これに対して、従来のセンスアンプ設計は、出力電
圧を真のCMOS電圧にまで復帰させるために、検出ス
テージの次に1個以上の追加ステージを必要とする。こ
れらの追加ステージは、製造コストを増大させ、動作速
度を低下させ、さらに、追加のウエハスペースを必要と
する。
【0022】本発明のセンスアンプ30は、次のように
動作する。最初に、選択ライン18に適当な電圧を印加
することにより、アンプが選択され、インバータ45お
よび47と、トランジスタ58を介したVssとの間の電
流路を確立する。ビットライン上の電圧は、平衡回路5
2により形成された交差結合が短絡状態のまま維持され
る限り、交差結合インバータ45および47を不安定状
態のままに維持する。クロック信号を受信すると、平衡
回路52は、インバータ45および47に対して開路と
して現れ、ビットライン間の電圧差に応じて、インバー
タを安定状態にする。
動作する。最初に、選択ライン18に適当な電圧を印加
することにより、アンプが選択され、インバータ45お
よび47と、トランジスタ58を介したVssとの間の電
流路を確立する。ビットライン上の電圧は、平衡回路5
2により形成された交差結合が短絡状態のまま維持され
る限り、交差結合インバータ45および47を不安定状
態のままに維持する。クロック信号を受信すると、平衡
回路52は、インバータ45および47に対して開路と
して現れ、ビットライン間の電圧差に応じて、インバー
タを安定状態にする。
【0023】ビットライン(BIT)上の電圧がビット
ライン(バーBIT)上の電圧よりも高い場合、インバ
ータ45および47は、インバータ45の出力を高く
し、その結果、読取ラッチ34の“データ入力”端子に
対する出力を論理1にする。しかし、バーBIT上の電
圧がBIT上の電圧よりも高い場合、インバータ45お
よび47は、インバータ45の出力を低くし、その結
果、読取ラッチ34の“データ入力”端子に対する出力
を論理0にする。
ライン(バーBIT)上の電圧よりも高い場合、インバ
ータ45および47は、インバータ45の出力を高く
し、その結果、読取ラッチ34の“データ入力”端子に
対する出力を論理1にする。しかし、バーBIT上の電
圧がBIT上の電圧よりも高い場合、インバータ45お
よび47は、インバータ45の出力を低くし、その結
果、読取ラッチ34の“データ入力”端子に対する出力
を論理0にする。
【0024】ラッチ発生器32は、システムクロックか
らクロックラッチ信号を発生することにより、制御回路
12を同期モードで動作させる。ラッチ発生器32は、
トランジスタ60、62、64、および66を含む。ラ
ッチ発生器32は、システムクロック信号と共に、セン
スアンプ30からデータ信号出力を受信し、そして、こ
れら3種類の信号を用いてラッチ信号を発生する。メモ
リセルから読み取られた信号(またはその逆の信号)か
らなるセンスアンプ30の出力は、トランジスタ64お
よび66へ入力される。
らクロックラッチ信号を発生することにより、制御回路
12を同期モードで動作させる。ラッチ発生器32は、
トランジスタ60、62、64、および66を含む。ラ
ッチ発生器32は、システムクロック信号と共に、セン
スアンプ30からデータ信号出力を受信し、そして、こ
れら3種類の信号を用いてラッチ信号を発生する。メモ
リセルから読み取られた信号(またはその逆の信号)か
らなるセンスアンプ30の出力は、トランジスタ64お
よび66へ入力される。
【0025】トランジスタ64および66のドレイン端
末は、トランジスタ60のソース端末によりVddに結合
されている。トランジスタ64および66のソース端末
は、トランジスタ62によりVssに結合されている。ト
ランジスタ60および62はクロック信号により制御さ
れる。クロック信号を受信すると、トランジスタ60お
よび62は、ラッチ発生器32のトランジスタ64およ
び66にセンスアンプ30からのデータが供給されてい
る場合に、VddからVssまで電流を流す。これにより、
トランジスタ60のソース端末でラッチ信号が発生す
る。ラッチ信号は、読取ラッチ34および書込回路36
に同時に供給される。
末は、トランジスタ60のソース端末によりVddに結合
されている。トランジスタ64および66のソース端末
は、トランジスタ62によりVssに結合されている。ト
ランジスタ60および62はクロック信号により制御さ
れる。クロック信号を受信すると、トランジスタ60お
よび62は、ラッチ発生器32のトランジスタ64およ
び66にセンスアンプ30からのデータが供給されてい
る場合に、VddからVssまで電流を流す。これにより、
トランジスタ60のソース端末でラッチ信号が発生す
る。ラッチ信号は、読取ラッチ34および書込回路36
に同時に供給される。
【0026】読取ラッチ34は、メモリセルの現存内容
(すなわち、BIT上の値)をそのデータ入力端末で受
信する。ラッチ発生器32からのラッチ信号が読取ラッ
チ34により受信されたときに、この値はラッチされ
る。読取ラッチ34は、ラッチされた値を読取バス14
へ出力する。読取ラッチ34としては、D−タイプのフ
リップフロップのような適当な回路などの任意のものを
使用できる。
(すなわち、BIT上の値)をそのデータ入力端末で受
信する。ラッチ発生器32からのラッチ信号が読取ラッ
チ34により受信されたときに、この値はラッチされ
る。読取ラッチ34は、ラッチされた値を読取バス14
へ出力する。読取ラッチ34としては、D−タイプのフ
リップフロップのような適当な回路などの任意のものを
使用できる。
【0027】書込回路36は、メモリセルへの書込み用
の新規データを書込バス16を介して受信する。書込バ
ス16上のデータは、書込回路36がラッチ発生器32
からのラッチ信号を受信する前に、書込回路36に供給
される。ラッチ信号を受信すると、書込回路36は、新
規データをメモリセルへ書き込むために、ビットライン
のうちの一方を、接地電圧にまで低下させる。書込回路
36は、書込可能ライン20に電圧が印加された場合に
のみ動作する。書込回路36としては、適当な任意の回
路を用いることができる。
の新規データを書込バス16を介して受信する。書込バ
ス16上のデータは、書込回路36がラッチ発生器32
からのラッチ信号を受信する前に、書込回路36に供給
される。ラッチ信号を受信すると、書込回路36は、新
規データをメモリセルへ書き込むために、ビットライン
のうちの一方を、接地電圧にまで低下させる。書込回路
36は、書込可能ライン20に電圧が印加された場合に
のみ動作する。書込回路36としては、適当な任意の回
路を用いることができる。
【0028】図4は、一対のビットラインのうちの一方
(すなわち、BITまたはバーBIT)に書き込むため
の、書込回路36内の回路67の実施例を示す。他のビ
ットライン(データライン上で信号は逆転される。)用
の書込回路36内にも、同様の回路が設けられている。
回路67は、トランジスタ68、70、72、74、お
よび76を含む。このうち、トランジスタ68、70、
72、および74は、VddとVssとの間の電流路を形成
する。
(すなわち、BITまたはバーBIT)に書き込むため
の、書込回路36内の回路67の実施例を示す。他のビ
ットライン(データライン上で信号は逆転される。)用
の書込回路36内にも、同様の回路が設けられている。
回路67は、トランジスタ68、70、72、74、お
よび76を含む。このうち、トランジスタ68、70、
72、および74は、VddとVssとの間の電流路を形成
する。
【0029】トランジスタ68および74は、ラッチ発
生器32からのラッチ信号により制御され、一方、トラ
ンジスタ70および72は、書込可能ライン20および
書込バス16から受信したデータによりそれぞれ制御さ
れる。書込バス16上のデータが高くセットされ、か
つ、書込可能ライン20上で同時に書込みが選択された
場合に、トランジスタ76はターンオンされ、ビットラ
インをVssにする。このような状況下で、ラッチ信号は
回路67をクロックし、そして、書込みを行う。
生器32からのラッチ信号により制御され、一方、トラ
ンジスタ70および72は、書込可能ライン20および
書込バス16から受信したデータによりそれぞれ制御さ
れる。書込バス16上のデータが高くセットされ、か
つ、書込可能ライン20上で同時に書込みが選択された
場合に、トランジスタ76はターンオンされ、ビットラ
インをVssにする。このような状況下で、ラッチ信号は
回路67をクロックし、そして、書込みを行う。
【0030】本発明の同期スタティックランダムアクセ
スメモリの構成について説明してきたが、次に、図5を
参照しながら、このメモリの動作について説明する。
スメモリの構成について説明してきたが、次に、図5を
参照しながら、このメモリの動作について説明する。
【0031】図5は、本発明のメモリ内の様々な信号の
タイミングを例示している。第1の時間間隔(t0 −t
1 )において、クロック信号は低くなる。この低クロッ
ク信号は、予備充電回路28を始動し、そして、センス
アンプ30のトランジスタ54および56をターンオン
することにより平衡スイッチ62を閉じる。予備充電回
路28は、ビットラインを電圧Vddまで充電し、センス
アンプ回路30へ電力を供給する。(説明の便宜上、ビ
ットラインは時間間隔t0 −t1 において、既に前記充
電状態になっているように図示されている。)この時間
間隔において、ラッチ信号は低い。選択ライン18は高
電圧で駆動され、このメモリサイクルに必要な制御回路
を選択する。
タイミングを例示している。第1の時間間隔(t0 −t
1 )において、クロック信号は低くなる。この低クロッ
ク信号は、予備充電回路28を始動し、そして、センス
アンプ30のトランジスタ54および56をターンオン
することにより平衡スイッチ62を閉じる。予備充電回
路28は、ビットラインを電圧Vddまで充電し、センス
アンプ回路30へ電力を供給する。(説明の便宜上、ビ
ットラインは時間間隔t0 −t1 において、既に前記充
電状態になっているように図示されている。)この時間
間隔において、ラッチ信号は低い。選択ライン18は高
電圧で駆動され、このメモリサイクルに必要な制御回路
を選択する。
【0032】時間間隔t1 −t2 において、クロック信
号は高くなり、ビットラインの予備充電は停止する。同
時に、ワード選択ライン(図1参照)が高電圧で駆動さ
れ、アレーの各列の1つのメモリセルを、個別のビット
ライン対により個別の制御回路12と接続する。ビット
ラインは、センスアンプ30へ電力を供給するので、両
方のビットラインの電圧はVddより僅かに低下する。し
かし、メモリセルは、ビットラインのうちの一方の電圧
を、他方の電圧よりも速く低下させる。この現象は、メ
モリセルの一方のノードがゼロを記憶しており、その結
果、接地されるために生じる。
号は高くなり、ビットラインの予備充電は停止する。同
時に、ワード選択ライン(図1参照)が高電圧で駆動さ
れ、アレーの各列の1つのメモリセルを、個別のビット
ライン対により個別の制御回路12と接続する。ビット
ラインは、センスアンプ30へ電力を供給するので、両
方のビットラインの電圧はVddより僅かに低下する。し
かし、メモリセルは、ビットラインのうちの一方の電圧
を、他方の電圧よりも速く低下させる。この現象は、メ
モリセルの一方のノードがゼロを記憶しており、その結
果、接地されるために生じる。
【0033】時間間隔t2 −t3 において、平衡スイッ
チ52が開き、センスアンプ30のインバータ45およ
び47を安定状態にする。時間間隔t1 −t2 におい
て、ビットラインの電圧を互いに十分に離してセンス動
作を促進するために、平衡スイッチ52を開く前に僅か
に遅延させる。時刻t3 において、センス動作は完了
し、ラッチ信号が発生する。センスアンプ30により出
力されたデータ値は、読取ラッチ34でラッチされ、そ
して、書込み動作が開始される。
チ52が開き、センスアンプ30のインバータ45およ
び47を安定状態にする。時間間隔t1 −t2 におい
て、ビットラインの電圧を互いに十分に離してセンス動
作を促進するために、平衡スイッチ52を開く前に僅か
に遅延させる。時刻t3 において、センス動作は完了
し、ラッチ信号が発生する。センスアンプ30により出
力されたデータ値は、読取ラッチ34でラッチされ、そ
して、書込み動作が開始される。
【0034】時間間隔t3 −t4 において、ビットライ
ンのうちの一方は接地電圧まで低くされ、このビットラ
インに関連するメモリセルノードに0が書き込まれる。
他方のビットラインは、Vdd付近の電圧に充電された状
態のまま維持され、この第2のビットラインに関連する
メモリセルノードに1が書き込まれる。書込み動作は時
刻t4 で完了する。
ンのうちの一方は接地電圧まで低くされ、このビットラ
インに関連するメモリセルノードに0が書き込まれる。
他方のビットラインは、Vdd付近の電圧に充電された状
態のまま維持され、この第2のビットラインに関連する
メモリセルノードに1が書き込まれる。書込み動作は時
刻t4 で完了する。
【0035】時間間隔t4 −t5 において、新たなメモ
リサイクルが開始する。クロック信号は再び低くなり、
予備充電が開始される。両方のビットラインはVddにま
で充電される。ラッチ信号は0に戻る。センスアンプ3
0は、再び、メモリセルの内容を読むための準備状態に
なる。
リサイクルが開始する。クロック信号は再び低くなり、
予備充電が開始される。両方のビットラインはVddにま
で充電される。ラッチ信号は0に戻る。センスアンプ3
0は、再び、メモリセルの内容を読むための準備状態に
なる。
【0036】メモリセルへの書込み用のビットの値が、
このメモリセルに現在記憶されているビットの値と同一
である場合、書込み動作の発生を阻止することにより、
本発明のメモリにより消費される電力を大幅に低下させ
ることができる。前記のように、選択されたセルの内容
は、このセルへ新規データを書き込む直前に読み取られ
る。従って、引き続き書込み動作を行う必要があるか否
かを決定するために、特定のメモリセルにおける読取り
動作の結果を、このセルへの書込み用データと比較する
ことができる。セル内の値が書込み用の値と等しい場
合、書込み動作は阻止される。
このメモリセルに現在記憶されているビットの値と同一
である場合、書込み動作の発生を阻止することにより、
本発明のメモリにより消費される電力を大幅に低下させ
ることができる。前記のように、選択されたセルの内容
は、このセルへ新規データを書き込む直前に読み取られ
る。従って、引き続き書込み動作を行う必要があるか否
かを決定するために、特定のメモリセルにおける読取り
動作の結果を、このセルへの書込み用データと比較する
ことができる。セル内の値が書込み用の値と等しい場
合、書込み動作は阻止される。
【0037】図6は、読取り動作後のメモリセルの内容
と、セルへの書込み用のデータとの比較を行うための回
路の一例を示す。この回路は、排他的ORゲート78を
含む。このゲートの一方の入力端子はセンスアンプ30
の“データ”出力に接続されている。排他的ORゲート
78の他方の入力端子は、書込バス16に接続されてい
る。排他的ORゲート78の出力端子は、書込回路36
の書込可能ライン20を駆動し、書込回路36を使用可
能または使用不能にする。
と、セルへの書込み用のデータとの比較を行うための回
路の一例を示す。この回路は、排他的ORゲート78を
含む。このゲートの一方の入力端子はセンスアンプ30
の“データ”出力に接続されている。排他的ORゲート
78の他方の入力端子は、書込バス16に接続されてい
る。排他的ORゲート78の出力端子は、書込回路36
の書込可能ライン20を駆動し、書込回路36を使用可
能または使用不能にする。
【0038】センスアンプ30から出力されたデータ値
が書込バス16に供給された値と同一である場合、排他
的ORゲート78は、書込回路36に論理0を出力し、
これにより、書込み動作を阻止する。これと逆に、セン
スアンプ30から出力されたデータ値が書込バス16に
供給された値と異なる場合、排他的ORゲート78は書
込回路36に論理1を出力し、これにより、書込み動作
を可能にする。
が書込バス16に供給された値と同一である場合、排他
的ORゲート78は、書込回路36に論理0を出力し、
これにより、書込み動作を阻止する。これと逆に、セン
スアンプ30から出力されたデータ値が書込バス16に
供給された値と異なる場合、排他的ORゲート78は書
込回路36に論理1を出力し、これにより、書込み動作
を可能にする。
【0039】本発明の読取り・書込みメモリおよび制御
回路は、同時読取り動作および書込み動作を行うため
の、“書戻しキャッシュ”で使用するのに適する。本発
明のメモリは“キャッシュ”から現存データを読み取
り、そして、この“キャッシュ”からのデータをメイン
メモリへ書き戻す。同時に、新規データはメインメモリ
から“キャッシュ”へ書き込まれる。
回路は、同時読取り動作および書込み動作を行うため
の、“書戻しキャッシュ”で使用するのに適する。本発
明のメモリは“キャッシュ”から現存データを読み取
り、そして、この“キャッシュ”からのデータをメイン
メモリへ書き戻す。同時に、新規データはメインメモリ
から“キャッシュ”へ書き込まれる。
【0040】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
単一のメモリサイクル内で読取りおよび書込みの両動作
を行い、かつ、メモリセルの現存データと書込み用の新
規データが同じ場合に書き込み動作を阻止することによ
り、最高速度かつ最小消費電力で動作するスタティック
ランダムアクセスメモリを提供することができる。
単一のメモリサイクル内で読取りおよび書込みの両動作
を行い、かつ、メモリセルの現存データと書込み用の新
規データが同じ場合に書き込み動作を阻止することによ
り、最高速度かつ最小消費電力で動作するスタティック
ランダムアクセスメモリを提供することができる。
【図1】本発明により構成されたメモリセルアレーと制
御回路の一実施例を示すブロック図である。
御回路の一実施例を示すブロック図である。
【図2】図1の制御回路の詳細を示す模式的ブロック図
である。
である。
【図3】図2のセンスアンプの一例を示す模式的ブロッ
ク図である。
ク図である。
【図4】図2の書込回路の一例を示す模式的ブロック図
である。
である。
【図5】図1のメモリ回路のメモリサイクルを示すタイ
ミングチャート図である。
ミングチャート図である。
【図6】メモリへの書込み用の新規データの値とメモリ
内の現存する値とを比較し、この比較結果に応じて書込
み動作を制御するための回路の一例の部分を示す模式的
ブロック図である。
内の現存する値とを比較し、この比較結果に応じて書込
み動作を制御するための回路の一例の部分を示す模式的
ブロック図である。
10 メモリセル 12 制御回路 14 読取バス 16 書込バス 18 選択制御ライン 20 書込可能ライン 22 クロックライン 24 ワード選択ライン0 26 ワード選択ライン1 28 予備充電回路 30 センスアンプ 32 ラッチ発生器 34 読取ラッチ 36 書込回路 38、40、42 トランジスタ 44、46、48、50 トランジスタ 45、47 インバータ 52 平衡回路 54、56 トランジスタ 60、62、64、66 トランジスタ 67 回路 68、70、72、74、76 トランジスタ 78 排他的ORゲート
Claims (6)
- 【請求項1】 単一のメモリアクセスサイクル内に、メ
モリのメモリセル(10)に対して読取りおよび書込み
を行うことのできる、ランダムアクセスメモリであっ
て、 各メモリセルに記憶されたビットの値と、前記メモリセ
ルへの書込み用の入力ビットの値とを比較する比較手段
(78)と、 前記比較手段に応答して、前記入力ビット値が前記メモ
リセルに記憶されたビットの値と異なる場合にのみ、前
記メモリセルに前記入力ビット値を書き込む書込み手段
(36)と、を有することを特徴とする、ランダムアク
セスメモリ。 - 【請求項2】 前記比較手段は、排他的ORゲートを含
むことを特徴とする請求項1に記載のランダムアクセス
メモリ。 - 【請求項3】 単一のメモリアクセスサイクル内に、メ
モリのメモリセル(10)に対して読取りおよび書込み
を行うことのできる、ランダムアクセスメモリであっ
て、 各メモリセルに記憶されたビットの値と、前記メモリセ
ルへの書込み用の入力ビットの値とを比較する比較手段
(78)と、 前記比較手段に応答して、前記入力ビット値と前記メモ
リセルに記憶されたビットの値とが実質的に同じ場合
に、前記メモリセルに前記入力ビット値を書き込むこと
を阻止する手段(78)と、を有することを特徴とす
る、ランダムアクセスメモリ。 - 【請求項4】 前記比較手段は、排他的ORゲートを含
むことを特徴とする請求項3に記載のランダムアクセス
メモリ。 - 【請求項5】 単一のメモリアクセスサイクル内に、メ
モリの個別のメモリセル(10)に対して読取りおよび
書込みを行うことのできるランダムアクセスメモリの読
取り・書込み方法であって、 各メモリセルに記憶されたビットの値と、前記メモリセ
ルへの書込み用の入力ビットの値とを比較する比較ステ
ップと、 前記入力ビット値が前記メモリセルに記憶されたビット
の値と異なる場合にのみ、前記メモリセルに前記入力ビ
ット値を書き込む書込みステップと、を有することを特
徴とする、ランダムアクセスメモリの読取り・書込み方
法。 - 【請求項6】 前記比較ステップは、 前記メモリセルに記憶されたビットの値を読み取る読取
りステップと、 前記メモリセルからの読取りビット値と前記入力ビット
値を排他的ORゲートに供給する供給ステップと、を有
することを特徴とする、請求項5に記載のランダムアク
セスメモリの読取り・書込み方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US965138 | 1992-10-22 | ||
| US07/965,138 US5394361A (en) | 1992-10-22 | 1992-10-22 | Read/write memory |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06203571A true JPH06203571A (ja) | 1994-07-22 |
Family
ID=25509508
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5285585A Pending JPH06203571A (ja) | 1992-10-22 | 1993-10-21 | ランダムアクセスメモリとその読取り・書込み方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5394361A (ja) |
| EP (1) | EP0594345A3 (ja) |
| JP (1) | JPH06203571A (ja) |
| KR (1) | KR960004000B1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| US5646948A (en) * | 1993-09-03 | 1997-07-08 | Advantest Corporation | Apparatus for concurrently testing a plurality of semiconductor memories in parallel |
| JPH0863975A (ja) * | 1994-08-25 | 1996-03-08 | Fujitsu Ltd | スタティックramおよびこのスタティックramを有する処理装置 |
| US5541918A (en) * | 1995-01-31 | 1996-07-30 | Fore Systems, Inc. | Method and apparatus for manipulating an ATM cell |
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| US6262936B1 (en) | 1998-03-13 | 2001-07-17 | Cypress Semiconductor Corp. | Random access memory having independent read port and write port and process for writing to and reading from the same |
| US6069839A (en) | 1998-03-20 | 2000-05-30 | Cypress Semiconductor Corp. | Circuit and method for implementing single-cycle read/write operation(s), and random access memory including the circuit and/or practicing the method |
| US6087858A (en) * | 1998-06-24 | 2000-07-11 | Cypress Semiconductor Corp. | Self-timed sense amplifier evaluation scheme |
| US5978280A (en) * | 1998-06-25 | 1999-11-02 | Cypress Semiconductor Corp. | Method, architecture and circuit for reducing and/or eliminating small signal voltage swing sensitivity |
| US5986970A (en) * | 1998-06-29 | 1999-11-16 | Cypress Semiconductor Corp. | Method, architecture and circuit for writing to a memory |
| US6122203A (en) * | 1998-06-29 | 2000-09-19 | Cypress Semiconductor Corp. | Method, architecture and circuit for writing to and reading from a memory during a single cycle |
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| US20020174290A1 (en) * | 2001-05-15 | 2002-11-21 | Wu Kun Ho | Memory accelerator, acceleration method and associated interface card and motherboard |
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-
1992
- 1992-10-22 US US07/965,138 patent/US5394361A/en not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-10-11 KR KR1019930020992A patent/KR960004000B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 1993-10-13 EP EP9393308140A patent/EP0594345A3/en not_active Withdrawn
- 1993-10-21 JP JP5285585A patent/JPH06203571A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6379292A (ja) * | 1986-09-24 | 1988-04-09 | Nec Corp | スタテイツク型メモリ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5394361A (en) | 1995-02-28 |
| EP0594345A2 (en) | 1994-04-27 |
| KR940010107A (ko) | 1994-05-24 |
| KR960004000B1 (ko) | 1996-03-25 |
| EP0594345A3 (en) | 1994-08-24 |
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