JPH0787037B2 - 半導体メモリ回路のデータ書込方法 - Google Patents

半導体メモリ回路のデータ書込方法

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JPH0787037B2
JPH0787037B2 JP59038758A JP3875884A JPH0787037B2 JP H0787037 B2 JPH0787037 B2 JP H0787037B2 JP 59038758 A JP59038758 A JP 59038758A JP 3875884 A JP3875884 A JP 3875884A JP H0787037 B2 JPH0787037 B2 JP H0787037B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) この発明は、半導体メモリ回路のデータ書込方法に関す
るものである。
(技術的背景) 半導体メモリ装置においては、大容量メモリになると高
速読出し或いは高速書込みの必要性からニブルモード機
能を採用しているものがある(例えば、「A 100ns256k
DRAM with Page−Nibble Mode」ISSCC 83 DIGEST OF TE
CHNICALPAPERS pp228−229)。
ここでニブルモードとは1回のアドレス指定でN bit
(通常4 bit)の情報を連送してメモリセルより取出
す、或いは書込むことにより、全体としてメモリの読出
し、書込みを高速化する機能をいう。
ニブルモードを実現するための、従来の回路構成例は前
記文献(ISSCC 83 DIGEST OF TECHNICALPAPERS p22
9)、特公昭55−40956号公報などに開示されている。
即ち、従来のニブルモードの回路構成は、読出しモード
においてはNビットのニブルモードではN対のデータバ
スにより、Nビットのビットラインのデータを取出し、
これを増巾したのち、1対毎のデータを出力に逐次読出
すという方式をとっている。書込みモードにおいては、
Nビットのデータをシリアルにリード端子より読み込
み、NビットのデータをN対のデータバス、N対のビッ
トラインの開閉手段を介して、逐次N対のビットライン
よりN個のメモリセルに同時に書込むことになる。
しかしながら、従来のニブルモードの回路方式では、デ
ータバスの対数はNビットのニブルモードではN個を要
する。そして、N対のデータバスとなることからN個の
サブアンプ、ライトバッファ、N個のデータバスのプリ
チャージ信号発生回路などを設けることが必要であっ
た。
そして、これらは半導体チップの寸法を増加せしめると
いう問題を生じた。
(発明の目的) この発明の目的は、上記のような問題を生じることなく
半導体メモリ回路にデータを高速に書込ことである。
(発明の構成) この発明は、選択された各メモリセルへデータを与える
第1乃至第4のビットライン対と、前記第1及び第3の
ビットライン対へデータを与える第1のデータライン対
と、前記第2及び第4のビットライン対へデータを与え
る第2のデータライン対と、前記第1及び第2のデータ
ライン対に与える各データを順次入力する入力回路とを
備えた半導体メモリ回路のデータ書込方法において、前
記第1のデータライン対が前記第1のビットライン対へ
データを与えている期間に、前記入力回路は前記第2の
データライン対へデータを与え、次に前記第2のデータ
ライン対が前記第2のビットライン対へデータを与えて
いる期間に、前記入力回路は前記第1のデータライン対
へデータを与え、更に前記第1のデータライン対が前記
第3のビットライン対へデータを与えている期間に、前
記入力回路は前記第2のデータライン対へデータを与え
るようにしてデータを書き込む半導体メモリ回路のデー
タ書込方法である。
(実施例) 以下、この発明を実施例について詳細に説明する。
第1図は、この発明の実施例を示すニブルモードの回路
図である。センスアンプA1〜A4とそれ等に付属するビッ
トライン対l1と▲▼,l2と▲▼,l3と▲▼,l
4と▲▼とがある。ビットライン対にはワードライ
ンにより開閉されるトランジスタを介してメモリセルが
多数個接続している。センスアンプA1で増幅されたビッ
トラインl1,▲▼上の情報を第1のデータバスl5,▲
▼に転送するためのビットラインの開閉手段トラン
ジスタQ5,Q6とセンスアンプA2で増幅された、ビットラ
インl2,▲▼上の情報を第2のデータバスl6,▲
▼に転送するためのビットラインの開閉手段トランジス
タQ7,Q8と、センスアンプA3で増幅された、ビットライ
ンl3,▲▼上の情報を第1のデータバスl5,▲▼
に転送するためのビットラインの開閉手段トランジスタ
Q9,Q10と、センスアンプA4で増幅されたビットラインl
4,▲▼上の情報を第2のデータバスl6,▲▼に
転送するためのビットラインの開閉手段トランジスタQ1
1,Q12とがある。データバスl5,▲▼をプリチャージ
するための1対のプリチャージ信号発生手段トランジス
タQ1,Q2と、データバスl6,▲▼をプリチャージする
ための1対のプリチャージ信号発生手段トランジスタQ
3,Q4とがある。データバスl5,▲▼の情報を増幅す
るための増巾手段サブアンプC1と、データバスl6,▲
▼の情報を増幅するための増巾手段サブアンプC2とが
ある。データバスl5,▲▼の情報を出力バッファE
に転送するためのトランジスタQ13,Q14とデータバスl6,
▲▼の情報を出力バッファEに転送するためのトラ
ンジスタQ17,Q18とは2対のデータバスより1対のデー
タバスを選択する選択手段を構成する。トランジスタQ1
3,Q14あるいはトランジスタQ17,Q18を通して転送された
l7,▲▼上の情報を出力するための出力バッファE
は出力端子DOに接続される。書き込み情報を入力するた
めの入力バッファDと、入力バッファDの出力をライト
バッファB1に転送するためのトランジスタQ15,Q16と、
入力バッファDの出力をライトバッファB2に転送するた
めのトランジスタQ19,Q20とは2対のデータバスより1
対のデータバスを選択する選択手段を構成する。入力バ
ッファDより出力された情報を増幅し、データバスl5,
▲▼に転送するためのライトバッファB1と、入力バ
ッファDより出力された情報を増幅し、データバスl6,
▲▼に転送するためのライトバッファB2がある。書
き込みサイクルにおいてはビットラインの開閉手段トラ
ンジスタQ5,Q6はライトバッファB1からデータバスl5,▲
▼に転送された書き込み情報をビットラインl1,▲
▼に転送し、トランジスタQ7,Q8はライトバッファB
2からデータバスl6,▲▼に転送された書き込み情報
をビットラインl2,▲▼に転送し、トランジスタQ9,
Q10は、ライトバッファB1からデータバスl5,▲▼に
転送された書き込み情報をビットラインl3,▲▼に
転送し、トランスファーゲートQ11,Q12はライトバッフ
ァB2からデータバスl6,▲▼に転送された書き込み
情報をビットラインl4,▲▼に転送するはたらきを
する。
第2図は第1図に示すニブルモードの回路の読み出しサ
イクルのタイミング図であり、第3図は、同じく、第1
図に示す回路の書き込みサイクルのタイミング図であ
る。
まず、読み出しサイクルについて本発明による回路の回
路動作を第2図を用いて説明する。ここでは、ニブルモ
ード読み出し情報4ビット中のアドレスで指定する先頭
ビットは、センスアンプA1で増幅された、ビットライン
l1,▲▼上の情報であると仮定し、▲▼のサ
イクルに従い順次センスアンプA1,A2,A3,A4で増幅され
た情報がDOに示す波形a,b,c,dの如く読み出されるもの
とする。実際は先頭ビット情報がどのセンスアンプで増
幅されたものであっても、コントロール信号が、それぞ
れの場合に従って変化し、従来通りのニブル読み出しを
指定された先頭ビットから以下に述べる回路動作と同様
な機構により実現できる。読み出しサイクル中はライト
バッファB1及びB2はリセットされており動作しない。
(1) 時刻t1とt2の間にφ1,φ2は高レベルであり、
トランジスタQ1,Q2及びQ3,Q4がオンとなっているためデ
ータバスl5,▲▼及びl6,▲▼をプリチャージし
ている。即ちプリチャージ信号発生手段により、データ
バスは2対共プリチャージされる。第1回目の▲
▼の立下がり後、φ1,φ2はともに時刻t2で低レベルと
なる。その後、φ3,φ4が高レベルとなり、トランジス
タQ5,Q6及びQ7,Q8をオンする。即ち、ビットラインl1,
▲▼,l2,▲▼が開く。なおφ3は第1回目
の▲▼立ち下がりサイクルに同期し高レベルとな
る。このとき、A1〜A4のセンスアンプは、各ビットライ
ン上の情報を増幅し終わったか、あるいは増幅中であ
る。ビットラインl1,▲▼上の情報は、トランジス
タQ5,Q6を通りデータバスl5,▲▼に転送され、ビッ
トラインl2,▲▼上の情報は、トランジスタQ7,Q8を
通り、データバスl6,▲▼に転送される。従来方式
により、第1図に相当する回路を考えた場合、データバ
スは4対必要であるが本発明では2対のデータバスを時
分割で使用する。このため、ビットラインとデータバス
間の開閉をコントロールする信号φ3〜φ6は、必ず、
1対のビットライン上の情報が1対のデータバスに転送
されるようなタイミングで高レベルあるいは低レベルに
することが必要である。従って、φ3,φ4が高レベルと
なりビットラインl1,▲▼及びl2,▲▼上の情報
がデータバスl5,▲▼及びl6,▲▼に転送される
時φ5,φ6は低レベルとなり、ビットライン開閉手段は
閉じており、ビットラインl3,▲▼及びビットライ
ンl4,▲▼の情報は転送されない。なお、φ3〜φ
6のレベルはVDD以上の電位にブーストされたレベルと
した方が、トランジスタQ5〜Q12のオン抵抗が小とな
り、高速転送が期待でき、望ましい。書きこみサイクル
においても、メモリセルにVDDレベルの書き込みをする
ためにφ3〜φ6はVDD+VT以上のレベルにした方が望
ましい。第1回の▲▼の低レベルのサイクルの間
に、データバスに転送された情報は増巾手段サブアンプ
C1,C2により増幅される。この時刻にはすでにφ7を高
レベルとしており、トランジスタQ13,Q14はオンとなる
ためサブアンプC1により増幅されたデータバスl5,▲
▼の情報はl7,▲▼に転送され、出力バッファE
より、情報がDOの波形aに示すように出力される。一方
これと同時刻ではサブアンプC2により増幅されたデータ
バスl6,▲▼の情報はφ8を低レベルとすることに
よりl7,▲▼には転送されず、第2回の▲▼
の低レベルのサイクルに同期して出力バッファEに転送
され出力されるまでデータバス上で待機している。ニブ
ルモード読み出しの特徴である高速シリアルアクセスを
実現するためには、ビットライン情報は、少なくとも、
1サイクル前の▲▼サイクル中にデータバスに転
送されている必要があるため、φ3,φ4は、第1回の▲
▼の低レベルのサイクルに同期して高レベルとし
なければならない。φ7,φ8はトランジスタQ13,Q14,Q1
7,Q18のオン抵抗を小とし高速化するためにVDD以上のレ
ベルにブーストした信号であることが望ましい。特にデ
ータバスl5,▲▼あるいはl6,▲▼とl7,▲
▼との開閉にはトランジスタを第1図のように用いなく
ても、φ7,φ8に相当するはたらきの信号により情報を
転送する機能を有する回路であればよい。
(2) 時刻t3とt4の間に、▲▼は高レベルとし
て、サブアンプC1はリセットする。これは次の▲
▼の低レベルとなるサイクルでビットラインl3,▲
▼上の情報がデータバスl5,▲▼に転送されてきた
とき増幅するための準備である。これとほぼ同時刻にφ
3は低レベルとして、トランジスタQ5,Q6がオフして、
ビットラインの開閉手段が閉じビットラインl1,▲
▼とデータバスl5,▲▼は切り離される。
その後、φ1が高レベルとなり、プリチャージ信号発生
手段のトランジスタQ1,Q2はオンしデータバスl5,▲
▼をプリチャージすることにより次回のビットラインl
3,▲▼上の情報の転送にそなえる。これと同時刻に
は、サブアンプC2はデータバスl6,▲▼の情報を増
幅したままの状態であり、リセットはされない。
(3) 第2回目の▲▼の低レベルとなる時刻t4
に同期して、φ1は低レベルとする。その後、φ5は高
レベルとして、トランジスタQ9,Q10はオンし、ビットラ
インを開くことによりビットラインl3,▲▼の情報
はデータバスl5,▲▼に転送される。データバスl5,
▲▼に転送された情報は増巾手段サブアンプC1で増
幅される。この情報はこの、第2回目の▲▼の低
レベルサイクルにおいては、φ7を低レベルとすること
によりl7,▲▼に転送されず、即ちデータバスが選
択されず第3回目の▲▼の低レベルサイクルに同
期して出力されるために、データバスl5,▲▼上に
サブアンプC1により増幅されたまま待機している。
(1)で述べたように、▲▼低レベルサイクルの
1サイクル前に次に出力されるべき情報がデータバス上
に待機しているため、従来のニブルモードの高速アクセ
スを実現できる。一方、これと同時刻には、第1回目の
▲▼の低レベルのサイクルにおいてデータバスl
6,▲▼上でサブアンプC2により増幅を受けたまま待
機していた情報は、φ8を高レベルとしてトランジスタ
Q17,Q18がオンすることで第2のデータバスが選択されl
7,▲▼に転送され、出力バッファより情報がDOの波
形bに示すように出力される。
データバスからl7,▲▼への転送は、第1回目▲
▼低レベルサイクル以後の▲▼が高レベルの
間に行うことが、高速アクセスを考えた場合望ましい。
(4) 時刻t5で▲▼を高レベルとして増巾手段
サブアンプC2はリセットする。φ4は低レベルとする。
その後φ2は高レベルとなりデータバスl6,▲▼を
プリチャージする。一方サブアンプC1はリセットされ
ず、データバスl5,▲▼上のサブアンプにより増幅
された情報は待機状態にある。これ等回路動作は、
(2)と同様である。
(5) 時刻t6に示す第3回目の▲▼の低レベル
サイクルに同期して、(3)と同様の回路動作により、
(4)で待機していたデータバスl5,▲▼上の情報
は、DOの波形cに示すように出力される。これと平行し
てビットラインl4,▲▼の情報は(4)で説明した
のと同様の回路動作により、データバスl6,▲▼に
転送され、次回の▲▼の低レベルとなるサイクル
に出力されるためにデータバスl6,▲▼上で待機す
る。
以後、(2)(3)に詳しく述べたサイクルを繰り返す
ことでニブルモードの読み出しが可能となる。即ち、第
2図DOに示すように、ビットラインの情報が波形a,b,c,
dとして順次読み出される。
▲▼サイクルが5回以上繰り返される場合も、同
様に、(2)(3)に述べたサイクルを繰り返すことに
より、a,b,c,d,a,b,…とサイクリックに情報を読み出せ
る。
書き込みサイクルは、読み出しサイクルと同様な回路動
作で順次4つのデータを書き込むことができる。すなわ
ち、第3図はニブルモードの書込みサイクルのタイミン
グ図を示す。
ビットラインへの書込みは、端子DIのシリアルに入る入
力情報を入力バッファE1データバスの選択手段(Q13〜Q
20)ライトバッファB1又はB2、2対のデータバス、ビッ
トラインの開閉手段(Q5〜Q12)を介して行なわれる。
ここで、第3図DIのハッチング部分は無効入力部を示
し、e,f,g,hはニブル書込み情報を示している。書き込
みは読み出しサイクル同様コントロール信号φ1〜φ8
を第3図に示すタイミングで制御することにより、デー
タバスを時分割して共有することで実現できる。なお読
み出しサイクルと異なる点は、書き込み情報がデータバ
スに転送された時、そのデータバスに付属するサブアン
プがリセットすることである。
(発明の効果) この発明によれば、半導体メモリ回路へ高速にデータを
書き込むことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の回路図、第2図は読出しサ
イクルのタイミング図、第3図は書込みサイクルのタイ
ミング図である。 l1,▲▼〜l4,▲▼……ビットライン、l5,▲
▼……第1のデータバス、l6,▲▼……第2のデ
ータバス、Q1〜Q20……トランジスタ、φ1〜φ8……
制御信号、A1〜A4……センスアンプ、C1,C2……サブア
ンプ、B1,B2……ライトバッファ、D……入力バッフ
ァ、E……出力バッファ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】選択された各メモリセルへデータを与える
    第1乃至第4のビットライン対と、前記第1及び第3の
    ビットライン対へデータを与える第1のデータライン対
    と、前記第2及び第4のビットライン対へデータを与え
    る第2のデータライン対と、前記第1及び第2のデータ
    ライン対に与える各データを順次入力する入力回路とを
    備えた半導体メモリ回路のデータ書込方法において、 前記第1のデータライン対が前記第1のビットライン対
    へデータを与えている期間に、前記入力回路は前記第2
    のデータライン対へデータを与え、 次に前記第2のデータライン対が前記第2のビットライ
    ン対へデータを与えている期間に、前記入力回路は前記
    第1のデータライン対へデータを与え、 更に前記第1のデータライン対が前記第3のビットライ
    ン対へデータを与えている期間に、前記入力回路は前記
    第2のデータライン対へデータを与えることを特徴とす
    る半導体メモリ回路へのデータ書込方法。
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