JPH08221981A - 同期型半導体記憶装置 - Google Patents

同期型半導体記憶装置

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JPH08221981A
JPH08221981A JP7013048A JP1304895A JPH08221981A JP H08221981 A JPH08221981 A JP H08221981A JP 7013048 A JP7013048 A JP 7013048A JP 1304895 A JP1304895 A JP 1304895A JP H08221981 A JPH08221981 A JP H08221981A
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JP
Japan
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circuit
signal
data
signal input
output
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Application number
JP7013048A
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Inventor
Hisashi Iwamoto
久 岩本
Yasuhiro Konishi
康弘 小西
Katsumi Dosaka
勝己 堂阪
Yasumitsu Murai
泰光 村井
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
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    • G11C7/10Input/output [I/O] data interface arrangements, e.g. I/O data control circuits, I/O data buffers
    • G11C7/1048Data bus control circuits, e.g. precharging, presetting, equalising
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C7/00Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
    • G11C7/10Input/output [I/O] data interface arrangements, e.g. I/O data control circuits, I/O data buffers
    • G11C7/1072Input/output [I/O] data interface arrangements, e.g. I/O data control circuits, I/O data buffers for memories with random access ports synchronised on clock signal pulse trains, e.g. synchronous memories, self timed memories

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 データの書込を高周波で容易に行なうことが
できる同期型半導体記憶装置を提供する。 【構成】 1つのメモリアレイ1aに対して、2系統の
グローバル信号入出力線対GIOおよびGIO′と、グ
ローバルIO線対GIOまたはGIO′を1クロックサ
イクルずつ交互にライトバッファ群60aに接続するた
めの切換スイッチ3aと、グローバルIO線対GIO′
またはGIOを1クロックサイクルずつ交互にイコライ
ズ回路61aに接続するための切換スイッチ4aとが設
けられる。1クロックサイクルの間に、一方のグローバ
ルIO線対GIOを介してのデータの書込と他方のグロ
ーバルIO線対GIO′のイコライズとを並列に行なう
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は同期型半導体記憶装置
に関し、特に、外部クロック信号に同期して制御信号、
アドレス信号およびデータ信号を含む外部信号を取込む
同期型半導体記憶装置に関する。
【0002】
【従来の技術】主記憶として用いられるダイナミックラ
ンダムアクセスメモリ(以下、DRAMと称す。)は高
速化されているものの、その動作速度は依然マイクロプ
ロセッサ(以下、MPUと称す。)の動作速度に追随す
ることができない。このため、DRAMのアクセスタイ
ムおよびサイクルタイムがボトルネックとなり、システ
ム全体の性能が低下するということがよく言われる。近
年高速MPUのための主記憶としてクロック信号に同期
して動作する同期型DRAM(シンクロナスDRAM;
以下、SDRAMと称す。)を用いることが提案されて
いる。高井らは1ビットごとにデータの書込を行なうパ
イプライン動作のSDRAMを発表し(1993 Symposium
on VLSI circuit) 、Choiらは2ビットごとにデータの
書込を行なう2ビットプリフェッチのSDRAMを発表
した(1993 Symposium on VLSI circuit) 。以下、パイ
プライン動作のSDRAMと2ビットプリフェッチのS
DRAMを順に説明する。
【0003】図19は従来のパイプライン動作のSDR
AMの主要部の構成を機能的に示すブロック図である。
図19においては、×8ビット構成のSDRAMの1ビ
ットの入出力データに関連する機能的部分の構成が示さ
れる。データ入出力端子DQiに関連するアレイ部分
は、バンク#1を構成するメモリアレイ51aと、バン
ク#2を構成するメモリアレイ51bを含む。
【0004】バンク#1のメモリアレイ51aに対して
は、アドレス信号X0〜Xjをデコードしてメモリアレ
イ51aの対応の行を選択する複数のロウデコーダを含
むXデコーダ群52aと、列アドレス信号Y3〜Ykを
デコードしてメモリアレイ51aの対応の列を選択する
列選択信号を発生する複数のコラムデコーダを含むYデ
コーダ群53aと、メモリアレイ51aの選択された行
に接続されるメモリセルのデータを検知し増幅するセン
スアンプ群54aとが設けられる。
【0005】Xデコーダ群52aは、メモリアレイ51
aの各ワード線に対応して設けられるロウデコーダを含
む。アドレス信号X0〜Xjに従って対応のロウデコー
ダが選択状態となり、選択状態とされたロウデコーダに
対して設けられたワード線が選択状態となる。
【0006】Yデコーダ群53aは、メモリアレイ51
aの列選択線それぞれに対して設けられるコラムデコー
ダを含む。1本の列選択線は、8対のビット線を選択状
態とする。Xデコーダ群52aおよびYデコーダ群53
aにより、メモリアレイ51aにおいて8ビットのメモ
リセルが同時に選択状態とされる。Xデコーダ群52a
およびYデコーダ群53aは、それぞれバンク指定信号
B1により活性化されるように示される。
【0007】バンク#1には、さらに、センスアンプ群
54aにより検知増幅されたデータを伝達するとともに
書込データをメモリアレイ51aの選択されたメモリセ
ルへ伝達するための内部データ伝達線(グローバルIO
線)のバスGIOが設けられる。グローバルIO線バス
GIOは同時に選択された8ビットのメモリセルと同時
にデータの授受を行なうために8対のグローバルIO線
を含む。
【0008】データ読出のために、バンク#1において
グローバルIO線バスGIO上のデータをプリアンプ活
性化信号φPA1に応答して活性化されて増幅するプリ
アンプ群55aと、プリアンプ群55aで増幅されたデ
ータを格納するためのリード用レジスタ56aと、リー
ド用レジスタ56aに格納されたデータを順次出力する
ための出力バッファ57aとが設けられる。
【0009】プリアンプ群55aおよびリード用レジス
タ56aは、8対のグローバルIO線に対応してそれぞ
れ8ビット幅の構成を備える。リード用レジスタ56a
は、レジスタ活性化信号φRr1に応答してプリアンプ
群55aの出力するデータをラッチしかつ順次出力す
る。
【0010】出力バッファ57aは、出力イネーブル信
号φOE1に応答して、リード用レジスタ56aから順
次出力される8ビットのデータをデータ入出力端子DQ
iへ伝達する。図19においては、データ入出力端子D
Qiを介してデータ入力およびデータ出力が行なわれる
ように示される。このデータ入力およびデータ出力は別
々の端子を介して行なわれる構成であってもよい。
【0011】データの書込を行なうために、入力バッフ
ァ活性化信号φDB1に応答して活性化され、データ入
出力端子DQiに与えられた入力データから内部書込デ
ータを生成する1ビット幅の入力バッファ58aと、レ
ジスタ活性化信号φRw1に応答して活性化され、入力
バッファ58aから伝達された書込データを順次(ラッ
プアドレスに従って)格納するライト用レジスタ59a
と、書込バッファ活性化信号φWB1に応答して活性化
され、ライト用レジスタ59aに格納されたデータを増
幅してグローバルIO線対バスGIOへ伝達するライト
バッファ群60aと、イコライズ回路活性化信号φEQ
1に応答して活性化され、グローバルIO線対バスGI
Oのイコライズを行なうイコライズ回路群61aとが設
けられる。
【0012】ライトバッファ群60aおよびライトレジ
スタ59aはそれぞれ8ビット幅を有する。
【0013】バンク#2も同様に、メモリアレイ51
b、Xデコーダ群52b、Yデコーダ群53b、センス
アンプ活性化信号φSA2に応答して活性化されるセン
スアンプ群54b、プリアンプ活性化信号φPA2に応
答して活性化されるプリアンプ群55b、レジスタ活性
化信号φRr2に応答して活性化されるリード用レジス
タ56b、出力イネーブル信号φOE2に応答して活性
化される出力バッファ57b、イコライズ回路活性化信
号φEQ2に応答して活性化されるイコライズ回路群6
1b、バッファ活性化信号φWB2に応答して活性化さ
れるライトバッファ群60b、レジスタ活性化信号φR
wに応答して活性化されるライト用レジスタ59b、お
よびバッファ活性化信号φDB2に応答して活性化され
る入力バッファ58bを含む。
【0014】バンク#1の構成とバンク#2の構成は同
一である。リード用レジスタ56aおよび56bならび
にライト用レジスタ59aおよび59bを設けることに
より1つのデータ入出力端子DQiに対し高速のクロッ
ク信号に同期してデータの入出力を行なうことが可能と
なる。
【0015】バンク#1および#2に対する各制御信号
については、バンク指定信号B1およびB2に従ってい
ずれか一方のバンクに対する制御信号のみが発生され
る。
【0016】図19に示す機能ブロック300が各デー
タ入出力端子に対して設けられる。×8ビット構成のS
DRAMの場合、機能ブロック300を8個含む。
【0017】バンク#1および#2をほぼ同一構成と
し、バンク指定信号B1およびB2により一方のみを選
択することにより、バンク#1および#2は互いにほぼ
完全に独立して動作することが可能となる。
【0018】データ読出用レジスタ56aおよび56b
とデータ書込用のレジスタ59aおよび59bとを別々
に設けるとともにそれぞれバンク#1および#2に対し
て設けることにより、データ読出および書込の動作モー
ド切換時およびバンク切換時においてデータが衝突する
ことがなく、正確なデータの読出および書込を実行する
ことができる。
【0019】バンク#1および#2をそれぞれ独立に駆
動するための制御系として、第1の制御信号発生回路6
2、第2の制御信号発生回路63およびクロックカウン
タ64が設けられる。
【0020】第2の制御信号発生回路62は、外部から
与えられる制御信号、すなわち、外部ロウアドレススト
ローブ信号ext./RAS、外部コラムアドレススト
ローブ信号ext./CAS、外部出力イネーブル信号
ext./OE、外部書込イネーブル信号(書込許可信
号)ext./WEおよびマスク指示信号WMをたとえ
ばシステムクロックである外部クロック信号CLKに同
期して取込み、内部制御信号φxa、φya、φW、φ
O、φR、およびφCを発生する。
【0021】第2の制御信号発生回路63は、バンク指
定信号B1およびB2と、内部制御信号φW、φO、φ
RおよびφCとクロックカウンタ64の出力に応答して
バンク#1および#2をそれぞれ独立に駆動するための
制御信号、すなわち、イコライズ回路活性化信号φEQ
1、φEQ2、センスアンプ活性化信号φSA1、φS
A2、プリアンプ活性化信号φPA1、φPA2、ライ
トバッファ活性化信号φWB1、φWB2、入力バッフ
ァ活性化信号φDB1、φDB2、および出力バッファ
活性化信号φOE1、φOE2を発生する。
【0022】SDRAMはさらに、周辺回路として、内
部制御信号φxaに応答して外部アドレス信号ext.
/A0ないしext./Aiを取込み、内部アドレス信
号X0〜Xjとバンク選択信号B1およびB2を発生す
るXアドレスバッファ65と、内部制御信号φyaに応
答して活性化され、列選択線を指定するための列選択信
号Y3〜Ykと、連続アクセス時における最初のビット
線対(列)を指定するラップアドレス用ビットY0〜Y
2と、バンク指定信号B1およびB2を発生するYアド
レスバッファ66と、ラップアドレスWY0〜WY7と
リード用レジスタ56aおよび56bを制御するための
レジスタ駆動用信号φRr1およびφR2ならびにライ
ト用レジスタ59aおよび59bを駆動するための制御
信号φRw1およびφRw2を発生するレジスタ制御回
路67を含む。
【0023】レジスタ制御回路67へは、またバンク指
定信号B1およびB2が与えられ、選択されたバンクに
対してのみレジスタ駆動用信号が発生される。
【0024】図20は、従来のSDRAMのチップレイ
アウトを示す図である。図20においては、一例とし
て、2Mワード×8ビット構成の16MビットSDRA
Mのチップレイアウトが示される。
【0025】SDRAMは、各々が4Mビットの記憶容
量を有する4つのメモリマットMM1ないしMM4を含
む。メモリマットMM1ないしMM4の各々は、それぞ
れ256Kビットの記憶容量を有する16個のメモリア
レイMA1〜MA16を含む。
【0026】メモリマットMM1ないしMM4の一方側
にチップ長辺方向に沿ってロウデコーダRD1ないしR
D4がそれぞれ配置される。また、メモリマットMM1
ないしMM4のチップ中央側に、短辺方向に沿ってコラ
ムデコーダCD1ないしCD4がそれぞれ配置される。
コラムデコーダCD(コラムデコーダCD1ないしCD
4を総称的に示す場合、符号CDを用いる)の出力に
は、それぞれ、対応のメモリマットMM(メモリマット
MM1ないしMM4を総称的に示す場合、MMを用い
る)の各アレイを横切って延びる列選択線CSLが配置
される。1本の列選択線CSLは、4対のビット線を同
時に選択状態とする。
【0027】内部データを伝達するためのグローバルI
O線対GIOがまた、メモリマットMMの長辺方向に沿
って各アレイを横切るように配置される。
【0028】メモリマットMM1ないしMM4のそれぞ
れに対して、チップ中央側に、選択されたメモリセルが
読出されたデータの増幅を行なうためのプリアンプPA
と選択されたメモリセルへの書込データを伝達するため
のライトバッファWBとからなる入出力回路PW1ない
しPW4が配置される。
【0029】チップ中央部には、アドレス信号を発生す
るための回路および制御信号を発生するための回路など
を含む周辺回路PHが配置される。
【0030】図20に示すSDRAMは、図19に示す
ように、互いに独立にプリチャージ動作および活性化動
作(ワード線選択およびセンス動作ならびに列選択動
作)を行なうことのできる2つのバンク#1および#2
を備える。バンク#1は、メモリマットMM1およびM
M2を含み、バンク#2はメモリマットMM3およびM
M4を含む。このバンクの数は、変更可能である。
【0031】メモリマットMM1ないしMM4の各々
は、2つのアレイブロック(記憶容量2Mビット)を備
える。1つのアレイブロックはメモリアレイMA1ない
しMA8から構成され、他方のアレイブロックはメモリ
アレイMA9ないしMA16から構成される。1つのア
レイブロックにおいて最大1つのメモリアレイが選択さ
れる。
【0032】同時に活性化されるメモリアレイの数は4
個である。すなわち、選択されたバンクにおいて、各メ
モリマットの各アレイブロックから1つのメモリアレイ
が選択される。たとえば、メモリアレイMA16とMA
7、MA15とMA8、MA14とMA5、MA13と
MA6、MA12とMA3、MA11とMA4、MA1
0とMA1、MA9とMA2がペアで活性化される。図
18においては、メモリマットMM3のメモリアレイM
A7およびMA16と、メモリマットMM4のメモリア
レイMA7およびMA16が活性化された状態が示され
る。
【0033】同時に選択される列選択線CSLの数は2
本である。1本の列選択線CSLは4対のビット線を選
択する。したがって、同時に2×4=8ビットのメモリ
セルが選択される。
【0034】入出力回路PWは、対応のメモリマットM
Mの各メモリアレイに対し共通に利用される。1つの入
出力回路PWに含まれるプリアンプPAおよびライトバ
ッファWBの数は、それぞれ4個であり、SDRAM全
体ではそれぞれ16個(=4×4)である。
【0035】チップ中央側に集中的に配置されるプリア
ンプPAおよびライトバッファWB(入出力回路PW)
は、周辺回路PHに含まれる制御回路により駆動され
る。これにより、プリアンプPAおよびライトバッファ
WBの動作を制御するための信号線が短くなり、したが
って、信号線の負荷が小さくなり、高速動作を実現する
ことができる。
【0036】また、周辺回路PHをチップ中央部に集中
的に配置することにより、データの入出力がこのチップ
中央部を介して行なわれることとなり、パッケージ実装
時におけるピン配置としては、データ入出力端子がパッ
ケージ中央部に配置されることになる。したがって、周
辺回路PHとデータ入出力端子との距離が短くなり、高
速でデータの入出力を行なうことができる。
【0037】図21は、図20に示すSDRAMのIO
線の配置を具体的に示す図である。図21において、2
つの2MビットメモリアレイMSA1およびMSA2が
示される。2MビットメモリアレイMSA2は、チップ
中央部から遠い位置に配置される2Mビットアレイブロ
ックであり、2MビットメモリアレイMSA1は、チッ
プ中央部に近い2Mビットアレイブロックを示す。
【0038】2MビットメモリアレイMSA1およびM
SA2は、ともに、8行8列に配置された64個の32
KビットメモリアレイMKを含む。ワード線WLの方向
に沿って隣接する32KビットメモリアレイMKの間に
はワード線シャント領域WSが設けられる。通常、DR
AMにおいては、ワード線の抵抗を下げるためにポリシ
リコンで構成されるワード線WLと平行にアルミニウム
などの低抵抗の金属配線を配置し、このポリシリコンワ
ード線と低抵抗の金属配線とを所定の間隔で電気的に接
続する。このポリシリコンワード線と低抵抗の金属配線
とを接続するための領域をワード線シャント領域と称す
る。このワード線シャント領域においては、ビット線B
Lの下層に存在するポリシリコンワード線とビット線の
上層に存在する低抵抗の金属配線層とを接続する必要が
あるため、この領域においてはビット線すなわちメモリ
セルが存在しない。
【0039】メモリマットMMの長辺に沿って1つのグ
ローバルIO線対GIOが配置される。また、図21に
示される7つのワード線シャント領域WS1ないしWS
7のうちの3つのワード線シャント領域WS2、WS4
およびWS6の各々にグローバルIO線対が1つずつ配
置される。2つのグローバルIO線対が1つの2Mビッ
トメモリアレイMSAにより利用される。
【0040】グローバルIO線対GIOと選択された2
56KビットメモリアレイMAとを接続するためにロー
カルIO線対LIOが設けられる。1つの256Kビッ
トメモリアレイMAに対して、一方側に配設されるロー
カルIO線対LIOと他方側に配設されるローカルIO
線対LIOと合計2対のローカルIO線対LIOが配置
される。ローカルIO線対LIOは、隣接する2つの2
56KビットメモリアレイMAによって共有される。
【0041】グローバルIO線対GIOとローカルIO
線対LIOとを接続するためにブロック選択スイッチB
Sが配置される。ブロック選択スイッチBSは、メモリ
マットMMの端部と3つのワード線シャント領域WS
2、WS4およびWS6に順に1つずつ配置される。
【0042】コラムデコーダからの列選択信号を伝達す
る列選択線CSLは、メモリマットMMにおいて1本が
選択状態とされる。1本の列選択線CSLはチップ中央
部から遠い2MビットメモリアレイMSA2において2
つのビット線対BLPを選択して対応のローカルIO線
対LIOへ接続しかつチップ中央部に近い2Mビットメ
モリアレイMSA1において2つのビット線対BLPを
選択して対応のローカルIO線対LIOへ接続する。
【0043】すなわち、1本の列選択線CSLにより4
つのビット線対BLPが選択状態とされ、ローカルIO
線対LIOを介して4つのグローバルIO線対GIOに
接続される。2つのメモリマットMMが選択され、かつ
1つのメモリマットMMにおいて4つのビット線対BL
Pが選択されるため、合計8つのビット線対BLPが選
択されることになり、全体で合計8ビットのメモリセル
に同時にアクセスすることが可能である。
【0044】図22は図21のZ部拡大図である。図2
2において、メモリアレイは、いわゆる交互配置型シェ
アードセンスアンプ構成を備える。すなわち、メモリア
レイMK1とMK2で共用されるローカルIO線対LI
O2とセンスアンプ列SAC2がメモリアレイMK1と
MK2の間の領域に設けられる。センスアンプ列SAC
2のセンスアンプSAは、メモリアレイMK1およびM
MK2のたとえば偶数番のビット線対BLPに対応して
設けられる。
【0045】また、メモリアレイMK2とMK3で共用
されるローカルIO線対LIO3とセンスアンプ列SA
C3がメモリアレイMK2とMK3の間の領域に設けら
れる。センスアンプ列SAC2のセンスアンプSAは、
メモリアレイMK2およびMK3のたとえば奇数番のビ
ット線対BLPに対応して設けられる。
【0046】たとえばメモリアレイMK2が選択された
場合は、図22に示すように、センスアンプ列SAC2
およびSAC3の各センスアンプSAはメモリアレイM
K2の対応のビット線対と接続される。センスアンプ列
SAC2のうちの選択された列に対応するセンスアンプ
SAはローカルIO線対LIO2に接続され、さらにブ
ロック選択スイッチBSを介してグローバルIO線対G
IOに接続される。また、センスアンプ列SAC3のう
ちの選択された列に対応するセンスアンプSAはローカ
ルIO線対LIO3に接続され、さらに図示しないブロ
ック選択スイッチBSを介して図示しないグローバルI
O線対GIOに接続される。
【0047】図23は、1つの32Kビットメモリアレ
イMK2に関連する部分の構成を示す一部省略した回路
図である。図23においては、簡単化のため、メモリア
レイMK2のうちローカルIO線対LIO2およびセン
スアンプ列SAC2に関連する部分のみが示され、ロー
カルIO線対LIO3およびセンスアンプ列SAC3に
関連する部分は省略される。
【0048】図23を参照して、32Kビットメモリア
レイMK2は、ロウデコーダからの行選択信号が伝達さ
れるワード線WLと、このワード線WLと交差する方向
に配置されるビット線対BLPと、ワード線WLとビッ
ト線対BLPとの交差部に対応して配置されるダイナミ
ック型メモリセルMCを含む。
【0049】メモリセルMCは、アクセス用のトランジ
スタと、情報記憶用のキャパシタとを含む。ビット線対
BLPは、互いに相補な信号が伝達されるビット線BL
および/BLを含む。図23においては、ビット線BL
とワード線WLとの交差部に対応してメモリセルMCが
配置されている状態が示される。
【0050】図示しないメモリアレイMK1のローカル
IO線対LIO2側の端部にアレイ選択ゲートSAG1
が配置され、メモリアレイMK2のローカルIO線対L
IO2側の端部にアレイ選択ゲートSAG2が配置され
る。アレイ選択ゲートSAG1は、アレイ選択信号φA
1に応答して導通状態となり、アレイ選択ゲートSAG
2はアレイ選択信号φA2に応答して導通状態となる。
メモリアレイMK1およびMK2のビット線対BLPが
それぞれアレイ選択ゲートSAG1およびSAG2を介
してセンスアンプ列SAC2のセンスアンプSAに接続
される。センスアンプSAはセンスアンプ活性化信号S
0Nによって活性化される。
【0051】各センスアンプSAに対し、このセンスア
ンプSAに接続されたビット線BL,/BLにプリチャ
ージ電位Vcc/2を与えるためのビット線イコライズ
回路EQB2が設けられる。ビット線イコライズ回路E
QB2は、データ読出動作時においてセンスアンプSA
が活性化される前の期間に、ビット線イコライズ信号B
LEQによって活性化される。
【0052】また、各センスアンプSAに対してこのセ
ンスアンプSAにより検知増幅されたデータをローカル
IO線対LIO2へ伝達するための列選択ゲートCSG
2が設けられる。ローカルIO線対LIOにプリチャー
ジ電位Vccを与えるためのローカルIO線イコライズ
回路EQL2が設けられる。ローカルIO線対イコライ
ズ回路EQL2は、データ書込動作時においてライトバ
ッファWBが活性化される前の期間に、ローカルIO線
イコライズ信号LIOEQによって活性化される。ロー
カルIO線対LIO2とグローバルIO線対GIOとの
間に、ブロック選択信号φBに応答して導通するブロッ
ク選択スイッチBSが設けられる。
【0053】次に、動作について簡単に説明する。選択
されたワード線WLがメモリアレイMK2に含まれる場
合、アレイ選択信号φA2が活性状態となり、メモリア
レイMK2に含まれるビット線対BLPがセンスアンプ
列SAC2のセンスアンプSAに接続される。メモリア
レイMK1に対して設けられたアレイ選択ゲートSAG
1は非導通状態となる。メモリアレイMK1はプリチャ
ージ状態を維持する。
【0054】メモリアレイMK2においては、各ビット
線対BLPにおいてメモリセルデータが現われた後、セ
ンスアンプSAが活性化され、このメモリセルデータを
検知し増幅する。
【0055】次いで、列選択線CSL上の信号が活性状
態の「H」レベルに立上がると、対応の列選択ゲートC
SG2が導通し、センスアンプSAで検知増幅されたデ
ータがローカルIO線対LIO2へ伝達される。
【0056】続いてまたは同時にブロック選択信号φB
が活性状態の「H」レベルとなり、ローカルIO線対L
IO2がグローバルIO線対GIOへ接続される。デー
タ読出時においては、このグローバルIO線対のデータ
がプリアンプPAを介して増幅されて読出用レジスタに
格納された後に順次出力される。データ書込時において
は、ライトバッファWBから与えられた書込データがグ
ローバルIO線対GIO、およびローカルIO線対LI
Oを介して選択されたビット線対BLPへ伝達され、メ
モリセルへのデータの書込が実行される。
【0057】ブロック選択信号φBは、選択ワード線W
Lが属するメモリアレイMK2に対してのみ活性状態と
なる。アレイ選択信号φA1およびφA2も同様であ
る。ブロック選択信号φBならびにアレイ選択信号φA
およびφA2は、行アドレス信号の所定数のビット(た
とえば4ビット)を用いて生成することができる。
【0058】図24は、このようなSDRAMにおいて
連続して8ビットのデータを読出す動作を行なうときの
外部信号の状態を示すタイミングチャートである。な
お、連続的に読出されまたは書込まれるデータのビット
数はバースト長と呼ばれ、SDRAMではモードレジス
タによって変更することが可能である。
【0059】SDRAMにおいては、たとえばシステム
クロックである外部からのクロック信号CLKの立上が
りエッジで外部からの制御信号やアドレス信号Addな
どが取込まれる。アドレス信号Addは、時分割的に多
重化された行アドレス信号Xと列アドレス信号Yを含
む。
【0060】サイクル1におけるクロック信号CLKの
立上がりエッジにおいて、外部ロウアドレスストローブ
信号ext./RASが活性化状態の「L」レベル、外
部コラムアドレスストローブ信号ext./CASおよ
び外部ライトイネーブル信号ext./WEが「H」レ
ベルであれば、そのときのアドレス信号Addが行アド
レス信号Xaとして取込まれる。
【0061】次いで、サイクル4におけるクロック信号
CLKの立上がりエッジにおいて、外部コラムアドレス
ストローブ信号ext./CASが活性化状態である
「L」レベルにあれば、そのときのアドレス信号Add
が列アドレス信号Ybとして取込まれる。この取込まれ
た行アドレス信号Xaおよび列アドレス信号Ybに従っ
てSDRAM内において行および列選択動作が実施され
る。外部ロウアドレスストローブ信号ext./RAS
が「L」レベルに立下がってから所定のクロック期間
(図24においては6クロックサイクル)が経過した
後、最初のデータb0が出力される。以後、クロック信
号CLKの立下がりに応答してデータb1〜b7が出力
される。
【0062】図25は、SDRAMにおいて連続して8
ビットのデータを書込む動作を行なうときの外部信号の
状態を示すタイミングチャートである。
【0063】書込動作においては、行アドレス信号Xa
の取込みはデータ読出時と同様である。すなわち、サイ
クル1におけるクロック信号CLKの立上がりエッジに
おいて信号ext./RASが活性化状態の「L」レベ
ル、信号ext./CASおよびext./WEが
「H」レベルであれば、そのときのアドレス信号Add
が行アドレス信号Xaとして取込まれる。サイクル3に
おけるクロック信号CLKの立上がりエッジにおいて信
号ext./CASおよびext./WEがともに活性
状態の「L」レベルであれば、列アドレス信号Ybが取
込まれるとともに、そのときに与えられていたデータb
0が最初の書込データとして取込まれる。この信号ex
t./RASおよびext./CASの立上がりエッジ
に応答してSDRAM内部において行および列選択動作
が実行される。クロック信号CLKに同期して順次入力
データb1〜b7が取込まれる。順次メモリセルにこの
入力データが書込まれる。
【0064】図26は、SDRAMの書込動作時に活性
化されるイコライズ回路EQGおよびライトバッファW
Bの具体的な構成を示す回路ブロック図である。図26
ではバンク#1のイコライズ回路EQGおよびライトバ
ッファWBが示される。
【0065】図26を参照して、イコライズ回路EQG
は、NチャネルMOSトランジスタTr1、Tr2およ
びTr3を含む。MOSトランジスタTr1のソースは
グローバルIO線GIOLに接続され、そのドレインは
電源電位Vccを受ける。MOSトランジスタTr2の
ソースはグローバルIO線/GIOLに接続され、その
ドレインは電源電位Vccを受ける。MOSトランジス
タTr3はグローバルIO線GIOLと/GIOLの間
に接続される。MOSトランジスタTr1、Tr2およ
びTr3のゲートはともにイコライズ回路活性化信号φ
EQ1を受ける。
【0066】また、ライトバッファWBは、Nチャネル
MOSトランジスタTr4、Tr5およびTr6を含
む。MOSトランジスタTr4のドレインはグローバル
IO線GIOLに接続され、そのソースはノードN1に
接続され、そのゲートはライト用レジスタ59aの一方
出力ノードWRaに接続される。MOSトランジスタT
r5のドレインはグローバルIO線/GIOLに接続さ
れ、そのソースはノードN1に接続され、そのゲートは
ライト用レジスタ59aの他方出力ノードWRbに接続
される。MOSトランジスタTr6のドレインはノード
N1に接続され、そのソースは接地され、そのゲートは
ライトバッファ活性化信号φWB1を受ける。
【0067】図27は、図26に示した回路の連続書込
動作(バースト長=4)を示すタイミングチャートであ
る。図26および図27を参照して、図26の回路の動
作について説明する。予め信号φEQ1が所定の時間だ
け活性化状態の「H」レベルになってイコライズ回路E
QGのMOSトランジスタTr1、Tr2およびTr3
がともに導通状態となり、グローバルIO線GIOLお
よび/GIOLが所定の電位Vcc−Vth(ただし、
VthはMOSトランジスタのしきい値電圧である。)
に充電される。
【0068】信号/CASが活性状態の「L」レベルと
なって連続書込コマンドが与えられたことに応じて、信
号φWB1が活性化状態の「H」レベルになるとライト
バッファWBのMOSトランジスタTr6が導通状態と
なる。このときライト用レジスタ59aが信号φRw1
によって活性化され、外部から与えられたデータ信号に
応じて2つの出力ノードWRaおよびWRbのうちの一
方に「H」レベルを出力すると、ライトバッファWBの
MOSトランジスタTr4またはTr5が導通状態とな
り、グローバルIO線GIOLまたは/GIOLを接地
させる。グローバルIO線対GIOの電位は、選択され
たローカルIO線対LIOおよびビット線対BLを介し
て所望のアドレスのメモリセルMCに書込まれる。
【0069】次いで、信号φEQ1が活性状態の「H」
レベルとなり、グローバルIO線対GIOのイコライズ
が行なわれる。書込およびイコライズは1クロックサイ
クルで行なわれる。ただし、1ビット目は外部アドレス
信号を内部アドレス信号にデコードする必要があるの
で、1ビット目の書込時間は2ビット目以降の書込時間
よりも短くなる。バンク#2のイコライズ回路EQGお
よびライトバッファWBも同様である。
【0070】図28は、ランダム書込動作時における外
部信号およびグローバルIO線対GIOの電位の変化を
示すタイミングチャートである。ランダム書込動作にお
いては、信号/CASが「L」レベルになるたびに独立
にアドレス信号Addおよびデータ信号などが取込ま
れ、各アドレス信号Addに応じたアドレスのメモリセ
ルMCにデータが書込まれる。ランダム書込動作時にお
いても、連続書込動作時と同様、書込およびイコライズ
は1クロックサイクルで行なわれる。
【0071】上述のように、SDRAMはクロック信号
CLKの立上がりエッジで外部制御信号ext./RA
S、ext./CAS、アドレス信号Add、データ信
号などを取込んで動作するので、外部制御信号ext.
/RAS、ext./CASなどに同期してアドレスや
データなどを取込み動作していた従来のDRAMに比べ
てアドレスなどのスキュー(タイミングのずれ)による
データ入出力のマージンを確保せずに済み、サイクルタ
イムを高速化できるという利点を有する。また、システ
ムによっては連続した数ビットにアクセスする頻度が高
い場合があり、この連続アクセスタイムを高速にするこ
とによって、平均アクセスタイムをスタティックランダ
ムアクセスメモリ(SRAM)に匹敵させることができ
る。
【0072】図29は、従来の2ビットプリフェッチの
SDRAMの主要部の構成を機能的に示す図であって、
図19と対比される図である。このSDRAMにおいて
もバンク♯1と♯2は全く同じ構成であるので、バンク
♯1に関連する部分のみを説明する。また、図面の簡単
化のため図19で示した制御信号発生回路62などは省
略される。
【0073】図29を参照して、このSDRAMでは、
各機能ブロック400において2系統のグローバルIO
線対GIOおよびGIO′を備えたメモリアレイ71a
が設けられる。一方のグローバルIO線対GIOに対応
してプリアンプ群55aおよびリード用レジスタ56a
が設けられ、他方のグローバルIO線対GIO′に対応
してプリアンプ群55a′およびリード用レジスタ56
a′が設けられる。2つのリード用レジスタ56aおよ
び56a′の出力を切換えて出力バッファ57aに与え
るためのセレクタ68aが設けられる。セレクタ68a
は、制御信号発生回路63から出力されるセレクタ制御
信号φSEr1によって制御される。
【0074】また、一方のグローバルIO線対GIOに
対応してライト用レジスタ59aおよびライトバッファ
群60aが設けられ、他方のグローバルIO線対GI
O′に対応してライト用レジスタ59a′およびライト
バッファ群60a′が設けられる。入力バッファ58a
の出力を切換えて2つのライト用レジスタ59aまたは
59a′に与えるためのセレクタ69aが設けられる。
セレクタ69aは、制御信号発生回路63から出力され
るセレクタ制御信号φSEw1によって制御される。イ
コライズ回路群61aは、2系統のグローバルIO線対
GIOおよびGIO′に共通に設けられる。
【0075】図30は、図29で示したSDRAMのI
O線の配置を具体的に示す図であって、図21と対比さ
れる図である。このSDRAMでは、メモリマットMM
の長辺に沿って2組のグローバルIO線対GIOおよび
GIO′が配置され、3つのワード線シャント領域WS
2、WS4およびWS6のそれぞれに2組のグローバル
IO線対GIOおよびGIO′が配置される。
【0076】2組のグローバルIO線対GIOおよびG
IO′と選択された256KビットメモリアレイMAを
接続するために2組のローカルIO線対LIOおよびL
IO′が設けられる。1つの256Kビットメモリアレ
イMAに対して、一方側に配設される2組のローカルI
O線対LIOおよびLIO′と他方側に配設される2組
のローカルIO線対LIOおよびLIO′と合計4組の
ローカルIO線対が配設される。2組のローカルIO線
対LIOおよびLIO′は、隣接する2つの256Kビ
ットメモリアレイMAによって共用される。
【0077】グローバルIO線対GIOとローカルIO
線対LIOとを接続するためにブロック選択スイッチB
Sが配置される。また、グローバルIO線対GIO′と
ローカルIO線対LIO′とを接続するためにブロック
選択スイッチBS′が配置される。2組のブロック選択
スイッチBSおよびBS′は、メモリマットMMの端部
と3つのワード線シャント領域WS2、WS4およびW
S6に順に配置される。
【0078】図31は、1つの32Kビットメモリアレ
イMKに関連する部分の構成を示す一部省略した回路ブ
ロック図であって、図23と対比される図である。図3
1を参照して、このSDRAMでは、上述のとおり2組
のグローバルIO線対GIOおよびGIO′、ローカル
IO線対LIO2およびLIO2′、ならびにブロック
選択スイッチBSおよびBS′が設けられる。2組のロ
ーカルIO線対LIO2およびLIO2′に対応して2
組のローカルIO線対イコライズ回路EQL2およびE
QL2′が設けられる。
【0079】2組のビット線対BLPに対応して1本の
列選択線CSLが配置される。1本の列選択線CSLに
よって選択される2組のビット線対BLPは、列選択ゲ
ートCSG2を介して2組のローカルIO線対LIO2
およびLIO2′に接続される。
【0080】図32は、図29に示したSDRAMの書
込動作に関連する部分の構成を具体的に示す回路ブロッ
ク図であって、図26と対比される図である。
【0081】図32を参照して、このSDRAMでは、
グローバルIO線対GIOに対応してライトバッファW
Bおよびイコライズ回路EQGが設けられ、グローバル
IO線対GIO′に対応してライトバッファWB′およ
びイコライズ回路EQG′が設けられる。ライトバッフ
ァWBおよびWB′は、それぞれ信号φWB1およびφ
WB1′によって活性化される。イコライズ回路EQG
およびEQG′は、ともに信号φEQ1によって活性化
される。
【0082】図33は、図32に示した回路の連続書込
動作(バースト長=4)を示すタイミングチャートであ
る。図32および図33を参照して、図32の回路の動
作について説明する。
【0083】データは、書込コマンドが入力されたとき
のアドレスの下位1ビットに応じ、ライト用レジスタ5
9aまたは59a′に振り分けられる。図33では下位
アドレスが「0」の場合が示される。最初のデータはラ
イト用レジスタ59aにストアされ、信号WB1が活性
状態の「H」レベルになったことに応じてグローバルI
O線対GIOに与えられる。次のクロック信号CLKの
立上がりエッジで与えられるデータはライト用レジスタ
59a′にストアされ、信号φWB1′が活性状態の
「H」レベルになったことに応じてグローバルIO線対
GIO′に与えられる。
【0084】グローバルIO線対GIOおよびGIO′
に与えられたデータは、対応のローカルIO線対LIO
およびLIO′ならびに2組のビット線対BLPを介し
て、選択された2つのメモリセルMCに書込まれる。書
込終了後、信号EQ1が活性状態の「H」レベルとな
り、2組のグローバルIO線対GIOおよびGIO′が
同時にイコライズされる。グローバルIO線対GIOお
よびGIO′のイコライズは2クロックサイクルごとに
行なわれる。
【0085】
【発明が解決しようとする課題】パイプライン動作のS
DRAMの長所は、データを1ビット書込むごとにグロ
ーバルIO線対GIOをイコライズして次のデータ書込
に備えるので、1ビット単位のランダム書込を行なうこ
とができる点である。すなわち、図27中の○印のタイ
ミングで書込をストップして、新たに入力されるアドレ
スにデータを書込むことができる。
【0086】しかし、パイプライン動作のSDRAM
は、浮遊容量の大きいIO線を1クロックサイクル内に
振幅させてデータを書込む必要があるので、動作周波数
の高速化を図ることが困難であるという短所を有する。
【0087】一方、2ビットプリフェッチのSDRAM
の長所は、2クロックサイクルごとにデータを書込むの
で、パイプライン動作のSDRAMの2倍の時間でデー
タ書込を行なうことができ、動作周波数の高速化を図る
ことが容易な点である。
【0088】しかし、2ビットプリフェッチのSDRA
Mは、2クロックサイクルごとにIO線をイコライズす
るので、1ビット単位のランダム書込を行なうことがで
きないという短所を有する。すなわち、図33中の○印
のタイミングでしか書込をストップして、新たに入力さ
れるアドレスにデータを書込むことができない。このた
め、2ビットプリフェッチのSDRAMを、2ビット単
位でのランダム書込動作が必要とされるメモリ(たとえ
ば画像処理用のメモリ)として使用することができなか
った。
【0089】つまり、従来のSDRAMでは、動作周波
数の高速化を図るためにはランダム書込を犠牲にしなけ
ればならず、ランダム書込を行なうためには動作周波数
の高速化を犠牲にしなければならなかった。
【0090】それゆえに、この発明の主たる目的は、高
速動作が可能で、かつランダム書込が可能な同期型半導
体記憶装置を提供することである。
【0091】
【課題を解決するための手段】この発明の第1の同期型
半導体記憶装置は、外部クロック信号に同期して制御信
号、アドレス信号およびデータ信号を含む外部信号を取
込む同期型半導体記憶装置であって、行列状に配列され
た複数のメモリセルを含むメモリアレイ、前記メモリア
レイとデータ信号の入出力を行なうための第1および第
2の信号入出力線対、前記外部クロック信号を分周して
該外部クロック信号の複数倍の周期を有する内部クロッ
ク信号を出力する分周回路、前記アドレス信号に従って
前記メモリアレイのうちのいずれかのメモリセルを連続
的に選択する選択回路、前記分周回路から出力される前
記内部クロック信号に応答して、前記選択回路によって
選択されたメモリセルの各々を前記第1または第2の信
号入出力線対の一端に1クロックサイクルずつ交互に接
続する切換回路、および前記分周回路から出力される前
記内部クロック信号に応答して、前記第1または第2の
信号入出力線対の他端と1クロックサイクルずつ交互に
データ信号の授受を行なうデータ入出力回路を備えたこ
とを特徴としている。
【0092】また、前記データ入出力回路は、前記第1
および第2の信号入出力線対に共通に設けられたデータ
読出回路、前記内部クロック信号に応答して、前記第1
または第2の信号入出力線対の他端を1クロックサイク
ルずつ交互に前記データ読出回路に接続する第1の切換
回路、前記第1および第2の信号入出力線対に共通に設
けられたデータ書込回路、前記内部クロック信号に応答
して、前記第1または第2の信号入出力線対の他端を1
クロックサイクルずつ交互に前記データ書込回路に接続
する第2の切換回路、前記第1および第2の信号入出力
線対に共通に設けられたイコライズ回路、および前記内
部クロック信号に応答して、前記第2または第1の信号
入出力線対の他端を1クロックサイクルずつ交互に前記
イコライズ回路に接続する第3の切換回路を含むことと
してもよい。
【0093】また、前記データ入出力回路は、前記第1
の信号入出力線対に対応して設けられた第1のデータ読
出回路、前記第2の信号入出力線対に対応して設けられ
た第2のデータ読出回路、前記内部クロック信号に応答
して、前記第1または第2のデータ読出回路によって読
出されたデータ信号を1クロックサイクルずつ交互に外
部に出力するための第1の切換回路、前記第1の信号入
出力線対に対応して設けられた第1のデータ書込回路、
前記第2の信号入出力線対に対応して設けられた第2の
データ書込回路、前記内部クロック信号に応答して、外
部から前記第1または第2のデータ書込回路に1クロッ
クサイクルずつ交互にデータ信号を入力するための第2
の切換回路、前記第1および第2の信号入出力線対に共
通に設けられたイコライズ回路、および前記内部クロッ
ク信号に応答して、前記第2または第1の信号入出力線
対の他端を1クロックサイクルずつ交互に前記イコライ
ズ回路に接続する第3の切換回路を含むこととしてもよ
い。
【0094】また、この発明の第2の同期型半導体記憶
装置は、外部クロック信号に同期して制御信号、アドレ
ス信号およびデータ信号を含む外部信号を取込む同期型
半導体記憶装置であって、行列状に配列された複数のメ
モリセルを含むメモリアレイ、前記メモリアレイとデー
タ信号の入出力を行なうための第1および第2の信号入
出力線対、前記アドレス信号に従って前記メモリアレイ
のうちのいずれかのメモリセル対を連続的に選択する選
択回路、前記選択回路によって選択されたメモリセル対
の各々を前記第1および第2の信号入出力線対の一端に
接続する接続回路、および最初の2クロックサイクルに
おいては前記第1および第2の信号入出力線対の他端と
2ビットのデータ信号の授受を一度に行ない、その後は
前記第1または第2の信号入出力線対の他端と1クロッ
クサイクルずつ交互に1ビットのデータ信号の授受を行
なうデータ入出力回路を備えたことを特徴としている。
【0095】また、前記データ入出力回路は、前記第1
の信号入出力線対に対応して設けられた第1のデータ読
出回路、前記第2の信号入出力線対に対応して設けられ
た第2のデータ読出回路、前記第1または第2のデータ
読出回路によって読出されたデータ信号を1クロックサ
イクルずつ交互に外部に出力するための第1の切換回
路、前記第1の信号入出力線対に対応して設けられた第
1のデータ書込回路、前記第2の信号入出力線対に対応
して設けられた第2のデータ書込回路、外部から前記第
1または第2のデータ書込回路に1クロックサイクルず
つ交互にデータ信号を入力するための第2の切換回路、
前記第1および第2の信号入出力線対に共通に設けられ
たイコライズ回路、および前記最初の2クロックサイク
ルにおいては前記第1および第2のデータ書込回路によ
って前記2ビットのデータ信号の書込を行なった後に前
記イコライズ回路によって前記第1および第2の信号入
出力線対のイコライズを行ない、その後の各1クロック
サイクルにおいては前記第1または第2のデータ書込回
路によって前記1ビットのデータ信号の書込を行なった
後に前記イコライズ回路によって前記第1および第2の
信号入出力線対のイコライズを行なう書込制御回路を含
むこととしてもよい。
【0096】また、この発明の第3の同期型半導体記憶
装置は、外部クロック信号に同期して制御信号、アドレ
ス信号およびデータ信号を含む外部信号を取込む同期型
半導体記憶装置であって、各々が、行列状に配列された
複数のメモリセルと、各行に対応して設けられたワード
線と、各列に対応して設けられたビット線対とを含む複
数のメモリアレイブロック、前記複数のメモリアレイブ
ロックの各々に対応して設けられた第1および第2のロ
ーカル信号入出力線対、前記複数のメモリアレイブロッ
クに共通に設けられた第1および第2のグローバル信号
入出力線対、前記外部クロック信号を分周して該外部ク
ロック信号の複数倍の周期を有する内部クロック信号を
出力する分周回路、前記アドレス信号に従って前記複数
のメモリアレイブロックのうちのいずれかのメモリアレ
イブロックとそのメモリアレイブロックに属するいずれ
かのメモリセルとを連続的に選択する選択回路、前記分
周回路から出力される前記内部クロック信号に応答し
て、前記選択回路によって選択されたメモリセルに対応
するビット線対の各々を各ビット線対が属するメモリア
レイブロックの第1または第2のローカル信号入出力線
対の一端に1クロックサイクルずつ交互に接続する切換
回路、前記選択回路によって選択された前記メモリアレ
イブロックの第1および第2のローカル信号入出力線対
の他端の各々を前記第1および第2のグローバル信号入
出力線対の一端に接続する接続回路、および前記分周回
路から出力される前記内部クロック信号に応答して、前
記第1または第2のグローバル信号入出力線対の他端と
1クロックサイクルずつ交互にデータ信号の授受を行な
うデータ入出力回路を備えたことを特徴としている。
【0097】また、この発明の第4の同期型半導体記憶
装置は、外部クロック信号に同期して制御信号、アドレ
ス信号およびデータ信号を含む外部信号を取込む同期型
半導体記憶装置であって、各々が、行列状に配列された
複数のメモリセルと、各行に対応して設けられたワード
線と、各列に対応して設けられたビット線対とを含む複
数のメモリアレイブロック、前記複数のメモリアレイブ
ロックの各々に対応して設けられたローカル信号入出力
線対、前記複数のメモリアレイブロックに共通に設けら
れた第1および第2のグローバル信号入出力線対、前記
外部クロック信号を分周して該外部クロック信号の複数
倍の周期を有する内部クロック信号を出力する分周回
路、前記アドレス信号に従って前記複数のメモリアレイ
ブロックのうちのいずれかのメモリアレイブロックとそ
のメモリアレイブロックに属するいずれかのメモリセル
とを連続的に選択する選択回路、前記選択回路によって
選択された前記メモリセルに対応するビット線対の各々
を各ビット線対が属するメモリアレイブロックのローカ
ル信号入出力線対の一端に接続する接続回路、前記分周
回路から出力される前記内部クロック信号に応答して、
前記選択回路によって選択された前記メモリアレイブロ
ックのローカル信号入出力線対の他端の各々を前記第1
または第2のグローバル信号入出力線対の一端に1クロ
ックサイクルずつ交互に接続する切換回路、および前記
分周回路から出力される前記内部クロック信号に応答し
て、前記第1または第2のグローバル信号入出力線対の
他端と1クロックサイクルずつ交互にデータ信号の授受
を行なうデータ入出力回路を備えたことを特徴としてい
る。
【0098】また、前記データ入出力回路は、前記第1
および第2のグローバル信号入出力線対に共通に設けら
れたデータ読出回路、前記内部クロック信号に応答し
て、前記第1または第2のグローバル信号入出力線対の
他端を1クロックサイクルずつ交互に前記データ読出回
路に接続する第1の切換回路、前記第1および第2のグ
ローバル信号入出力線対に共通に設けられたデータ書込
回路、前記内部クロック信号に応答して、前記第1また
は第2のグローバル信号入出力線対の他端を1クロック
サイクルずつ交互に前記データ書込回路に接続する第2
の切換回路、前記第1および第2のグローバル信号入出
力線対に共通に設けられたイコライズ回路、および前記
内部クロック信号に応答して、前記第2または第1のグ
ローバル信号入出力線対の他端を1クロックサイクルず
つ交互に前記イコライズ回路に接続する第3の切換回路
を含むこととしてもよい。
【0099】また、前記データ入出力回路は、前記第1
のグローバル信号入出力線対に対応して設けられた第1
のデータ読出回路、前記第2のグローバル信号入出力線
対に対応して設けられた第2のデータ読出回路、前記内
部クロック信号に応答して、前記第1または第2のデー
タ読出回路によって読出されたデータ信号を1クロック
サイクルずつ交互に外部に出力するための第1の切換回
路、前記第1のグローバル信号入出力線対に対応して設
けられた第1のデータ書込回路、前記第2のグローバル
信号入出力線対に対応して設けられた第2のデータ書込
回路、前記内部クロック信号に応答して、外部から前記
第1または第2のデータ書込回路に1クロックサイクル
ずつ交互にデータ信号を入力するための第2の切換回
路、前記第1および第2のグローバル信号入出力線対に
共通に設けられたイコライズ回路、および前記内部クロ
ック信号に応答して、前記第2または第1のグローバル
信号入出力線対の他端を1クロックサイクルずつ交互に
前記イコライズ回路に接続する第3の切換回路を含むこ
ととしてもよい。
【0100】また、この発明の第5の同期型半導体記憶
装置は、外部クロック信号に同期して制御信号、アドレ
ス信号およびデータ信号を含む外部信号を取込む同期型
半導体記憶装置であって、各々が、行列状に配列された
複数のメモリセルと、各行に対応して設けられたワード
線と、各列に対応して設けられたビット線対とを含む複
数のメモリアレイブロック、前記複数のメモリアレイブ
ロックの各々に対応して設けられた第1および第2のロ
ーカル信号入出力線対、前記複数のメモリアレイブロッ
クに共通に設けられた第1および第2のグローバル信号
入出力線対、前記アドレス信号に従って前記複数のメモ
リアレイブロックのうちのいずれかのメモリアレイブロ
ックとそのメモリアレイブロックに属するいずれかのメ
モリセル対とを連続的に選択する選択回路、前記選択回
路によって選択されたメモリセル対に対応する2組のビ
ット線対の各々を各2組のビット線対が属するメモリア
レイブロックの第1または第2のローカル信号入出力線
対の一端に接続する第1の接続回路、前記選択回路によ
って選択された前記メモリアレイブロックの第1および
第2のローカル信号入出力線対の他端の各々を前記第1
および第2のグローバル信号入出力線対の一端に2クロ
ックサイクルずつ接続する第2の接続回路、および最初
の2クロックサイクルにおいては前記第1および第2の
グローバル信号入出力線対の他端と2ビットのデータ信
号の授受を一度に行ない、その後は前記第1または第2
のグローバル信号入出力線対の他端と2クロックサイク
ルずつ交互に1ビットのデータ信号の授受の行なうデー
タ入出力回路を備えたことを特徴としている。
【0101】また、前記データ入出力回路は、前記第1
のグローバル信号入出力線対に対応して設けられた第1
のデータ読出回路、前記第2のグローバル信号入出力線
対に対応して設けられた第2のデータ読出回路、前記第
1または第2のデータ読出回路によって読出されたデー
タ信号を1クロックサイクルずつ交互に外部に出力する
ための第1の切換回路、前記第1のグローバル信号入出
力線対に対応して設けられた第1のデータ書込回路、前
記第2のグローバル信号入出力線対に対応して設けられ
た第2のデータ書込回路、外部から前記第1または第2
のデータ書込回路に1クロックサイクルずつ交互にデー
タ信号を入力するための第2の切換回路、前記第1およ
び第2のグローバル信号入出力線対に共通に設けられた
イコライズ回路、および前記最初の2クロックサイクル
においては前記第1および第2のデータ書込回路によっ
て前記2ビットのデータ信号の書込を行なった後に前記
イコライズ回路によって前記第1および第2のグローバ
ル信号入出力線対のイコライズを行ない、その後の各1
クロックサイクルにおいては前記第1または第2のデー
タ書込回路によって前記1ビットのデータ信号の書込を
行なった後に前記イコライズ回路によって前記第1およ
び第2のグローバル信号入出力線対のイコライズを行な
う書込制御回路を含むこととしてもよい。
【0102】また、前記複数のメモリアレイブロックの
各々は、前記ワード線と交差して設けられ、かつ各々が
互いに所定の間隔で設けられた複数のワード線シャント
領域、および各ワード線に対応して設けられ、各ワード
線シャント領域において対応のワード線と接続される低
抵抗の導電線を含み、前記第1および第2のグローバル
信号入出力線対は、前記複数のメモリアレイブロックの
うちの少なくとも1つのメモリアレイブロックのワード
線シャント領域を縦断するようにして設けられることと
してもよい。
【0103】また、前記第1および第2のグローバル信
号入出力線対の各々は互いに異なるワード線シャント領
域を縦断するようにして設けられることとしてもよい。
【0104】
【作用】この発明の第1の同期型半導体記憶装置にあっ
ては、選択回路によって連続的に選択されるメモリセル
の各々が第1または第2の信号入出力線対に1クロック
サイクルずつ交互に接続される。したがって、1クロッ
クサイクルの間に一方の信号入出力線対を介してデータ
の書込を行ない、その1クロックサイクルの間に他方の
信号入出力線対のイコライズを行なえばよい。よって、
1クロックサイクルの間に1つの信号入出力線対を介し
てデータの書込を行ない、そのグローバル信号入出力線
対のイコライズを行なっていた従来に比べ、データの書
込を高周波で容易に行なうことができる。また、ランダ
ム書込が可能である。
【0105】また、データ入出力回路は、データ書込回
路およびイコライズ回路を含み、データ書込回路が一方
の信号入出力線対を介してデータの書込を行なっている
間にイコライズ回路が他方の信号入出力線対のイコライ
ズを行なうこととすれば、データ入出力回路を容易に構
成できる。
【0106】また、データ入出力回路は、第1および第
2のデータ書込回路と、イコライズ回路とを含み、第1
のデータ書込回路が第1の信号入出力線対を介してデー
タの書込を行なっている間にイコライズ回路が第2の信
号入出力線対のイコライズを行ない、第2のデータ書込
回路が第2の信号入出力線対を介してデータの書込を行
なっている間にイコライズ回路が第1の信号入出力線の
イコライズを行なうこととすれば、データ入出力回路を
容易に構成できる。
【0107】この発明の第2の同期型半導体記憶装置に
あっては、選択回路によって連続的に選択されるメモリ
セル対の各々が第1および第2の信号入出力線対に接続
される。そして、内部アドレス信号の生成のため書込時
間が短くなる最初の2クロックサイクルでは2ビットの
データを一度に書込み、その後は1クロックサイクルご
とに1ビットのデータを交互に書込む。したがって、デ
ータの書込を高周波で容易に行なうことができ、また、
2クロックサイクル以降はランダム書込が可能となる。
【0108】また、データ入出力回路は、第1および第
2のデータ書込回路と、イコライズ回路とを含み、最初
の2クロックサイクルにおいては第1および第2のデー
タ書込回路が第1および第2の信号入出力線対を介して
の2ビットのデータの書込を行なった後にイコライズ回
路が第1および第2の信号入出力線対のイコライズを行
ない、その後の各1クロックサイクルにおいては第1ま
たは第2のデータ書込回路が第1または第2の信号入出
力線対を介しての1ビットのデータの書込を行なった後
にイコライズ回路が第1および第2の信号入出力線対の
イコライズを行なうこととすれば、データ入出力回路を
容易に構成できる。
【0109】また、この発明の第3の同期型半導体記憶
装置にあっては、選択回路によって連続的に選択される
メモリセルの各々が各メモリセルが属するメモリアレイ
ブロックの第1または第2のローカル信号入出力線対の
一端に1クロックサイクルずつ交互に接続されるととも
に、各メモリセルが属するメモリアレイブロックの第1
および第2のローカル信号入出力線対の他端が第1およ
び第2のグローバル信号入出力線対の一端に接続され
る。したがって、第1の同期型半導体記憶装置と同様、
従来と比べてデータの書込を高周波で容易に行なうこと
ができる、かつランダム書込を行なうことができる。
【0110】また、この発明の第4の同期型半導体記憶
装置にあっては、選択回路によって連続的選択されるメ
モリセルの各々が各メモリセルが属するメモリアレイブ
ロックのローカル信号入出力線対の一端に接続されると
ともに、各メモリセルが属するメモリアレイブロックの
ローカル信号入出力線対の他端が第1または第2のグロ
ーバル信号入出力線対の一端に1クロックサイクルずつ
交互に接続される。したがって、第1および第2の同期
型半導体記憶装置と同様、従来と比べデータの書込を高
周波で容易に行なうことができ、かつランダム書込を行
なうことができる。また、ローカル信号入出力線対を2
系統に分割しない分だけ第2の同期型半導体記憶装置よ
りもレイアウト面積が小さくなる。
【0111】また、データ入出力回路は、データ書込回
路およびイコライズ回路を含み、データ書込回路が一方
のグローバル信号入出力線対を介してデータの書込を行
なっている間にイコライズ回路が他方のグローバル信号
入出力線対のイコライズを行なうこととすれば、データ
入出力回路を容易に構成できる。
【0112】また、データ入出力回路は、第1および第
2のデータ書込回路と、イコライズ回路とを含み、第1
のデータ書込回路が第1のグローバル信号入出力線対を
介してデータの書込を行なっている間にイコライズ回路
が第2のグローバル信号入出力線対のイコライズを行な
い、第2のデータ書込回路が第2のグローバル信号入出
力線対を介してデータの書込を行なっている間にイコラ
イズ回路が第1のグローバル信号入出力線対のイコライ
ズを行なうこととすれば、データ入出力回路を容易に構
成できる。
【0113】また、この発明の第5の同期型半導体記憶
装置にあっては、選択回路によって連続的に選択される
メモリセル対の各々が対応の第1および第2のローカル
信号入出力線対に接続され、その第1および第2のロー
カル信号入出力線対は第1および第2のグローバル信号
入出力線対に2クロックサイクルずつ接続される。そし
て、内部アドレス信号の生成のため書込時間が短くなる
最初の2クロックサイクルでは2ビットのデータを一度
に書込み、その後は1クロックサイクルごとに1ビット
のデータを交互に書込む。したがって、データの書込を
高周波で容易に行なうことができ、また、2クロックサ
イクル以降はランダム書込が可能となる。
【0114】また、データ入出力回路は、第1および第
2のデータ書込回路と、イコライズ回路とを含み、最初
の2クロックサイクルにおいては第1および第2のデー
タ書込回路が第1および第2のグローバル信号入出力線
対を介しての2ビットのデータの書込を行なった後にイ
コライズ回路が第1および第2のグローバル信号入出力
線対のイコライズを行ない、その後の各1クロックサイ
クルにおいては第1または第2のデータ書込回路が第1
または第2のグローバル信号入出力線対を介しての1ビ
ットのデータの書込を行なった後にイコライズ回路が第
1および第2のグローバル信号入出力線対のイコライズ
を行なうこととすれば、データ入出力回路を容易に構成
できる。
【0115】また、第1および第2のグローバル信号入
出力線対は、複数のメモリアレイブロックのうちの少な
くとも1つのメモリアレイブロックのワード線シャント
領域を縦断するようにして設けられることとすれば、レ
イアウト面積の縮小化を図ることができる。
【0116】また、第1および第2のグローバル信号入
出力線対の各々は、互いに異なるワード線シャント領域
を縦断するようにして設けられることとすれば、レイア
ウト面積のさらなる縮小化が図られる。
【0117】
【実施例】
[実施例1]図1は、この発明の第1実施例によるSD
RAMの主要部の構成を機能的に示すブロック図であ
る。このSDRAMにおいてもバンク#1と#2は全く
同じ構成であるので、バンク#1に関連する部分のみを
説明する。
【0118】図1を参照して、このSDRAMが図19
のSDRAMと異なる点は、各機能ブロック100にお
いてメモリアレイ51aの代わりに2系統のグローバル
IO線対GIOおよびGIO′を備えたメモリアレイ1
aが設けられている点と、この2系統のグローバルIO
線対GIOまたはGIO′を1クロックサイクルずつ交
互にプリアンプ群55a、ライトバッファ群60aおよ
びイコライズ回路61aに接続するための切換スイッチ
2a、3aおよび4aが設けられている点である。ま
た、これらの切換スイッチ2a、3aおよび4aなどを
制御するための内部クロック信号2CLKを出力する倍
周期回路5が8個の機能ブロック100に共通に設けら
れる。
【0119】図2は、1つの32Kビットメモリアレイ
MKに関連する部分の構成を示す一部省略した回路ブロ
ック図であって、図23と対比される図である。図2を
参照して、このSDRAMでは、2組のグローバルIO
線対GIOおよびGIO′、ローカルIO線対LIO2
およびLIO2′、ならびにブロック選択スイッチBS
およびBS′が設けられる。2組のローカルIO線対L
IO2およびLIO2′に対応して2組のローカルIO
線イコライズ回路EQL2およびEQL2′が設けられ
る。
【0120】各列のビット線対BLPをローカルIO線
対LIO2に接続するための列選択ゲートCSG2と、
各列のビット線対BLPをローカルIO線対LIO2′
に接続するための列選択ゲートCSG2′とが設けられ
る。列選択ゲートCSG2に対応して列選択線CSLが
配置され、列選択ゲートSCG2′に対応して列選択線
SCL′が配置される。
【0121】図3は、図2の分図であって、列選択線C
SLおよびCSL′を選択するための回路を示す回路ブ
ロック図である。各列に対応してコラムデコーダCDU
と2組のANDゲートAGおよびAG′とが設けられ
る。ANDゲートAGはコラムデコーダCDUの出力と
内部クロック信号2CLKとを受ける。ANDゲートA
Gの出力が列選択線CSLに与えられる。ANDゲート
AG′はコラムデコーダCDUの出力と内部クロック信
号の反転信号/2CLKを受ける。ANDゲートAG′
の出力が列選択線CSL′に与えられる。
【0122】選択された列のコラムデコーダCDUの出
力は、1クロックサイクルのみ「H」レベルとなる。し
たがって、選択された列の2本の列選択線CSLおよび
CSL′のうちのいずれか一方のみが1クロックサイク
ルだけ「H」レベルとなる。たとえば隣接する2つの列
が連続的に選択された場合、最初の1クロックサイクル
で最初に選択された列の列選択線CSLが「H」レベル
となり、次の1クロックサイクルで次に選択された列の
列選択線CSL′が「H」レベルとなる。
【0123】図4は、図1に示したSDRAMの書込動
作に関連する部分の構成を具体的に示す回路ブロック図
であって、図26と対比される図である。図4を参照し
て、切換スイッチ3aは、2つの共通接点6および7
と、4つの切換接点8ないし11を含む。共通接点6、
7は、それぞれライトバッファWBのMOSトランジス
タTr4、Tr5のドレインに接続される。切換接点
8、9、10、11は、それぞれグローバルIO線GI
OL、GIOL′、/GIOL、/GIOL′に接続さ
れる。
【0124】内部クロック信号2CLKが「H」レベル
のとき接点6と8、7と10が導通し、内部クロック信
号2CLKが「L」レベルのとき接点6と9、7と11
が導通する。したがって、内部クロック信号2CLKが
「H」レベルのときグローバルIO線対GIOからライ
トバッファWBに接続され、内部クロック信号2CLK
が「L」レベルのときグローバルIO線対GIO′がラ
イトバッファWBに接続される。
【0125】また、切換スイッチ4aは、2つの共通接
点12および13と、4つの切換接点14ないし17を
含む。共通接点12、13は、それぞれグローバルIO
線イコライズ回路EQGのMOSトランジスタTr1、
Tr2のソースに接続される。切換接点14、15、1
6、17は、それぞれグローバルIO線GIOL′、G
IOL、/GIOL′、/GIOLに接続される。
【0126】内部クロック信号2CLKが「H」レベル
のとき接点12と14、13と16が導通し、内部クロ
ック信号2CLKが「L」レベルのとき接点12と1
5、13と17が導通する。したがって、内部クロック
信号2CLKが「H」レベルのときグローバルIO線対
GIO′がグローバルIO線イコライズ回路EQGに接
続され、内部クロック信号2CLKが「L」レベルのと
きグローバルIO線対GIOがグローバルIO線イコラ
イズ回路EQGに接続される。
【0127】なお、切換スイッチの1単位は、たとえば
図6に示すように、共通接点6と一方の切換接点8の間
に接続され、そのゲートに内部クロック信号2CLKを
受けるNチャネルMOSトランジスタTr7と、共通接
点6と他方の切換接点9の間に接続され、そのゲートに
内部クロック信号の反転信号/2CLKを受けるNチャ
ネルMOSトランジスタTr8とから構成される。
【0128】なお、グローバルIO線対GIOまたはG
IO′を交互にプリアンプ群55aに接続するための切
換スイッチ2aは、切換スイッチ3aと同様であるので
説明は省略される。
【0129】図6は、図1に示したSDRAMの倍周期
回路5の構成を示す回路ブロック図である。図6を参照
して、この倍周期回路5はマスタスリーブフリップフロ
ップ20を含む。マスタスリーブフリップフロップ20
のクロック端子Cに外部クロック信号CLKが入力され
る。出力端子Qはリセット端子Rに接続され、反転出力
端子/Qはセット端子Sに接続される。
【0130】マスタスリーブフリップフロップ20は、
NANDゲートNA1ないしNA8と、インバータ21
を含む。NANDゲートNA1とNA2、NA3とNA
4、NA5とNA6、NA7とNA8は、それぞれマス
タゲートMG、マスタフリップフロップFF1、スリー
ブゲートSG、スリーブフリップフロップFF2を構成
する。
【0131】端子SおよびRのレベルは、外部クロック
信号CLKが「H」レベルになったときマスタゲートM
Gを介してマスタフリップフロップFF1に伝達され、
外部クロック信号CLKが「L」レベルになったときさ
らにスリーブゲートSGを介してスリーブフリップフロ
ップFF2に伝達される。スリーブフリップフロップF
F1の出力はリセット端子Rに帰還され、その反転出力
はセット端子Sに帰還される。したがって、端子Qおよ
び/Qのレベルは、それぞれ1クロックサイクルごとに
反転する。図7に示すように、端子Qから外部クロック
信号CLKを2分周した内部クロック信号2CLKが出
力され、端子/Qから内部クロック信号の反転信号/2
CLKが出力される。
【0132】次に、図1ないし図7で示したSDRAM
の動作について説明する。説明を簡単化するため、図2
で示したメモリアレイブロックMK2の隣接する2つの
列のメモリセルMCが連続的に選択された場合について
説明する。
【0133】まず、読出動作について説明する。最初に
選択されたメモリセルMCのデータは、1クロックサイ
クルの間に、その列のビット線対BLP→アレイ選択ゲ
ートSAG2→列選択ゲートCSG2→ローカルIO線
対LIO2→ブロック選択スイッチBS→グローバルI
O線対GIO→切換スイッチ2a→プリアンプ群55a
→リード用レジスタ56a→出力バッファ57a→デー
タ入出力端子DQiの経路で外部に読出される。
【0134】また、次に選択されたメモリセルMCのデ
ータは、1クロックサイクルの間に、その列のビット線
対BLP→アレイ選択ゲートSAG2→列選択ゲートC
SG2′→ローカルIO線対LIO2′→クロック選択
スイッチBS′→グローバルIO線対GIO′→切換ス
イッチ2a→プリアンプ群55a→リード用レジスタ5
6a→出力バッファ57a→データ入出力端子DQiの
経路で外部に読出される。
【0135】次に、書込動作について説明する。最初に
選択されたメモリセルMCへのデータは、1クロックサ
イクルの間に、データ入出力端子DQi→入力バッファ
58a→ライト用レジスタ59a→ライトバッファ群6
0a→切換スイッチ3a→グローバルIO線対GIO→
ブロック選択スイッチBS→ローカルIO線対LIO→
列選択ゲートCSG2→アレイ選択ゲートSAG2→ビ
ット線対BLPの経路でそのメモリセルMCに書込まれ
る。また、この1クロックサイクルの間に他方のグロー
バルIO線対GIO′のイコライズが行なわれる。
【0136】また、次に選択されたメモリセルMCへの
データは、次の1クロックサイクルの間に、データ入出
力端子DQi→入力バッファ58a→ライト用レジスタ
59→ライトバッファ群60a→切換スイッチ3a→グ
ローバルIO線対GIO′→ブロック選択スイッチB
S′→、ローカルIO線対LIO′→列選択ゲートCS
G2′→アレイ選択ゲートSAG2→ビット線対BLP
の経路でそのメモリセルMCに書込まれる。また、この
1クロックサイクルの間に他方のグローバルIO線対G
IOのイコライズが行なわれる。
【0137】この実施例においては、2組のグローバル
IO線対GIOおよびGIO′を設けたので、図8に示
すように、1クロックサイクルの間に一方のグローバル
IO線対GIOを介してデータの書込を行ない、その1
クロックサイクルの間に他方のグローバルIO線対GI
O′のイコライズを行なえばよい。したがって、1クロ
ックサイクルの間に1つのグローバルIO線対GIOを
介してデータの書込を行ない、そのグローバルIO線対
GIOのイコライズを行なっていた従来に比べ、データ
の書込を高周波で容易に行なうことができる。
【0138】また、プリアンプ群55aなどを含むデー
タ入出力回路を1組だけ設け、切換スイッチ2a、3a
および4aによって2組のグローバルIO線対GIOま
たはGIO′を交互にデータ入出力回路に接続するよう
にしたので、レイアウト面積の増大を抑制することがで
きる。
【0139】なお、このSDRAMでは、レジスタ選択
用のラップアドレスWY0〜WY7は不要であるので、
レジスタ制御回路67はラップアドレスWY0〜WY7
を出力しない。
【0140】[実施例2]実施例1のようにグローバル
IO線対およびローカルIO線対を2系統に分離する
と、チップ面積が増大するという問題がある。そこで、
この実施例では、配線長が長く浮遊容量が大きいグロー
バルIO線対のみを2系統に分離し、配線長が短く浮遊
容量が小さなローカルIO線対については2系統に分離
しないこととし、高周波での書込を容易にするとともに
チップ面積の増大を抑制する。
【0141】図9は、この発明の第2実施例によるSD
RAMのIO線の配置を具体的に示す図であって、図2
1と対比される図である。図9を参照して、このSDR
AMでは、2組のグローバルIO線対GIOおよびGI
O′と1組のローカルIO線対LIOが設けられ、各ロ
ーカルIO線対LIOとそれに対応するグローバルIO
線対GIOおよびGIO′の交差部にブロック選択スイ
ッチBSaが設けられる。ブロック選択スイッチBSa
は、ローカルIO線対LIOを対応のグローバルIO線
対GIOまたはGIO′に1クロックサイクルずつ交互
に接続する。
【0142】図10は、このSDRAMの1つの32K
ビットメモリアレイMKに関連する部分の構成を示す回
路ブロック図であって、図23と対比される図である。
【0143】ブロック選択スイッチBSaは、3つのゲ
ートG1、G2およびG3を含む。ゲートG1およびG
2は、ローカルIO線対LIO2とグローバルIO線対
GIOの間に直列接続される。ゲートG3は、ゲートG
1とグローバルIO線対GIO′の間に接続される。ゲ
ートG1はアレイ選択信号φBに応答して導通状態とな
り、ゲートG2は内部クロック信号2CLKに応答して
導通状態となり、ゲート3は内部クロック信号の反転信
号/2CLKに応答して導通状態となる。
【0144】次に、図9および図10で示したSDRA
Mの動作について説明する。説明を簡単化するため、図
10で示したメモリアレイブロックMK2の隣接する2
つの列のメモリセルMCが連続的に選択された場合につ
いて説明する。また、プリアンプ群55aなどを含むデ
ータ入出力回路の動作については第1実施例と同じであ
るので説明は省略される。
【0145】読出動作においては、最初に選択されたメ
モリセルMCのデータは、1クロックサイクルの間に、
その列のビット線対BLP→アレイ選択ゲートSAG2
→列選択ゲートCSG2→ローカルIO線対LIO2→
ゲートG1→ゲートG2→グローバルIO線対GIOの
経路で外部に読出される。
【0146】また、次に選択されたメモリセルMCのデ
ータは、次の1クロックサイクルの間に、その列のビッ
ト線対BLP→アレイ選択ゲートSAG2→列選択ゲー
トCSG2→ローカルIO線対LIO2→ゲートG1→
ゲートG3→グローバルIO線対GIO′の経路で外部
に読出される。
【0147】書込動作においては、最初に選択されたメ
モリセルMCへのデータは、1クロックサイクルの間
に、グローバルIO線対GIO→ゲートG2→ゲートG
1→ローカルIO線対LIO2→列選択ゲートCSG2
→ビット線対BLPの経路でそのメモリセルMCに書込
まれる。ローカルIO線対LIO2のイコライズは、こ
の1クロックサイクルの間に行なわれる。グローバルI
O線対GIOのイコライズは、次の1クロックサイクル
の間に行なわれる。
【0148】また、次に選択されたメモリセルMCへの
データは、グローバルIO線対GIO′→ゲートG3→
ゲートG1→ローカルIO線対LIO2→列選択ゲート
GSG2→ビット線対BLPの経路でそのメモリセルM
Cに書込まれる。ローカルIO線対LIO2のイコライ
ズは、この1クロックサイクルの間に行なわれる。グロ
ーバルIO線対GIO′のイコライズは、次の1クロッ
クサイクルの間に行なわれる。
【0149】この実施例においては、2組のグローバル
IO線対GIOおよびGIO′を設けたので、図11に
示すように、1クロックサイクルの間に一方のグローバ
ルIO線対GIOを介してのデータの書込みと、他方の
グローバルIO線対GIOのイコライズとを並列に行な
うことができる。したがって、1クロックサイクルの間
に1つのグローバルIO線対GIOを介してのデータの
書込とそのグローバルIO線対GIOのイコライズとを
直列に行なう必要があった従来に比べて、高周波でのデ
ータの書込を容易に行なうことができる。
【0150】また、ローカルIO線対LIOについては
2系統に分離しないので、チップ面積の増大を抑制する
ことができる。
【0151】なお、ローカルIO線対LIOについては
1クロックサイクルの間にデータの書込とイコライズを
直列に行なう必要があるが、ローカルIO線対LIOは
配線長が短く浮遊容量が小さいので差支えはない。
【0152】[実施例3]実施例2では、ローカルIO
線対は2系統に分離されず、2系統に分離されたグロー
バルIO線対はワード線シャント領域WSに設けられる
ので、実施例1に比べチップ面積が縮小化された。しか
し、ローカルIO線対LIOとグローバルIO線対GI
OおよびGIO′を接続するためのブロック選択スイッ
チGSaのトランジスタ数が多い分だけ、従来例に比べ
チップ面積が大きくなる。そこで、この実施例では、さ
らなるチップ面積の縮小化を図る。
【0153】図12は、この発明の第3実施例によるS
DRAMのIO線の配置を具体的に示す図である。図1
2を参照して、このSDRAMは、図9のSDRAMに
おいてメモリマットMMの端部とワード線シャント領域
WS2、WS4およびWS6のそれぞれに設けられてい
た2組のグローバルIO線対GIOおよびGIO′のう
ちの1組のグローバルIO線対GIO′をそれぞれ隣接
するワード線シャント領域WS1、WS3、WS5、W
S7に移動するとともに、各ブロック選択スイッチBS
aをブロック選択スイッチBSbとBSb′に分割した
ものである。ローカルIO線対LIOは、ブロック選択
スイッチBSbおよびBSb′によって対応のグローバ
ルIO線対GIOまたはGIO′に1クロックサイクル
ずつ交互に接続される。
【0154】図13は、図12に示したSDRAMの1
つの32KビットメモリアレイMKに関連する部分の構
成を示す一部省略した回路ブロック図である。
【0155】ブロック選択スイッチBSbは、ローカル
IO線対LIOとグローバルIO線対GIOの間に直列
接続されたゲートG4およびG5を含む。ブロック選択
スイッチBSb′は、ローカルIO線対LIO2と、グ
ローバルIO線対GIO′の間に直列接続されたゲート
G4′およびG5′を含む。ゲートG4およびG4′は
アレイ選択信号φBに応答して導通状態となり、ゲート
G5は内部クロック信号2CLKに応答して導通状態と
なり、ゲートG5′は内部クロック信号の反転信号/2
CLKに応答して導通状態となる。動作については、実
施例2と同様であるので説明は省略される。
【0156】この実施例においては、2組のグローバル
IO線対GIOおよびGIO′の各々を別のワード線シ
ャント領域WSに設けたので、ローカルIO線対LIO
と一方のグローバルIO線対GIOを接続するブロック
選択スイッチBSbと、ローカルIO線対LIOと他方
のグローバルIO線対GIO′を接続するブロック選択
スイッチBSb′とを別のワード線シャント領域WSに
設けることができ、ブロック選択スイッチのトランジス
タ数の増加によるチップ面積の増大が防止される。
【0157】[実施例4]図14は、この発明の第4実
施例によるSDRAMの主要部の構成を機能的に示すブ
ロック図である。
【0158】図14を参照して、このSDRAMでは、
各機能ブロック200において、一方のグローバルIO
線対GIOに対応してプリアンプ群55a、リード用レ
ジスタ56aおよび出力バッファ57aと入力バッファ
58a、ライト用レジスタ59aおよびライトバッファ
群60aが設けられ、他方のグローバルIO線対GI
O′に対応してプリアンプ群55a′、リード用レジス
タ56a′および出力バッファ57a′と入力バッファ
58a′、ライト用レジスタ59a′およびライトバッ
ファ群60a′が設けられる。
【0159】内部クロック信号2CLKに応答して一方
の入力バッファ58a、ライト用レジスタ59aおよび
ライトバッファ群60aと他方のプリアンプ57a′、
リード用レジスタ56a′および出力バッファ57a′
とを1クロックサイクルずつ活性化させるために切換ス
イッチ31a、32aおよび33aが設けられる。
【0160】内部クロック信号2CLKに応答して一方
の入力バッファ58a、ライト用レジスタ59aおよび
ライトバッファ群60aと他方の入力バッファ58
a′、ライト用レジスタ59a′およびライトバッファ
群60a′とを1クロックサイクルずつ活性化させるた
めに切換スイッチ36a、37aおよび38aが設けら
れる。
【0161】内部クロック信号2CLKに応答して一方
のプリアンプ群55a、リード用レジスタ56aおよび
出力バッファ57aと他方のプリアンプ群55a′、リ
ード用レジスタ56a′および出力バッファ57a′と
を1クロックサイクルずつ交互にデータ入出力端子DQ
iに接続するために切換スイッチ34aが設けられる。
【0162】内部クロック信号2CLKに応答して一方
の入力バッファ58a、ライト用レジスタ59aおよび
ライトバッファ群60aと他方の入力バッファ58
a′、ライト用レジスタ59a′およびライトバッファ
群60a′とを1クロックサイクルずつ交互にデータ入
出力端子DQiに接続するために切換スイッチ35aが
設けられる。他の構成については図1のSDRAMと同
様である。
【0163】図15は、図14に示したSDRAMの書
込動作に関連する部分の構成を具体的に示す図である。
【0164】図においては、一方のグローバルIO線対
GIOに対応して設けられたライト用レジスタ59aお
よびライトバッファWBと、他方のグローバルIO線対
GIO′に対応して設けられたライト用レジスタ59
a′およびライトバッファWB′と、2組のグローバル
IO線対GIOおよびGIO′に共通に設けられたイコ
ライズ回路EQGが示される。
【0165】また、レジスタ活性化信号φRw1をライ
ト用レジスタ59aまたは59a′に1クロックサイク
ルずつ交互に入力するための切換スイッチ37aと、ラ
イトバッファ活性化信号φWB1をライトバッファWB
またはWB′に1クロックサイクルずつ交互に入力する
ための切換スイッチ38aと、グローバルIO線イコラ
イズ回路EQGをグローバルIO線対GIO′またはG
IOに1クロックサイクルずつ交互に接続するための切
換スイッチ4aとが示される。
【0166】次に、図14および図15で示したSDR
AMの動作について説明する。まず、読出動作について
説明する。最初の1クロックサイクルでは、活性化信号
φPA1、φRr1およびφOE1がスイッチ31a、
32aおよび33aを介してプリアンプ群55a、リー
ド用レジスタ56aおよび出力バッファ57aに入力さ
れ、一方のグローバルIO線対GIOのデータがプリア
ンプ群55a→リード用レジスタ56a→出力バッファ
57a→スイッチ34a→データ入出力端子DQiを介
して外部に読出される。
【0167】次の1クロックサイクルでは、活性化信号
φPA1、φRr1およびφOE1がスイッチ31a、
32aおよび33aを介してプリアンプ群55a′、リ
ード用レジスタ56a′および出力バッファ57a′に
入力され、他方のグローバルIO線対GIO′のデータ
がプリアンプ群55a′→リード用レジスタ56a′→
出力バッファ57a′→スイッチ34a→データ入出力
端子DQiを介して外部に読出される。
【0168】次に、書込動作について説明する。最初の
1クロックサイクルでは、活性化信号φDB、φRw1
およびφWB1がスイッチ36a、37aおよび38a
を介して入力バッファ58a、ライト用レジスタ59a
およびライトバッファ群60aに入力され、データ入出
力端子DQiに与えられたデータがスイッチ35a→入
力バッファ58a→ライト用レジスタ59a→ライトバ
ッファ群60a→グローバルIO線対GIOを介して所
望のメモリセルMCに書込まれる。この1クロックサイ
クルでグローバルIO線対GIO′のイコライズが行な
われる。
【0169】次の1クロックサイクルでは、活性化信号
φDB、φRw1およびφWB1がスイッチ36a、3
7aおよび38aを介して入力バッファ58a′、ライ
ト用レジスタ59a′およびライトバッファ群60a′
に入力され、データ入出力端子DQiに与えられたデー
タがスイッチ35a→入力バッファ58a′→ライト用
レジスタ59a′→ライトバッファ群60a′→グロー
バルIO線対GIO′を介して所望のメモリセルMCに
書込まれる。この1クロックサイクルでグローバルIO
線対GIOのイコライズが行なわれる。
【0170】この実施例でも、実施例1と同様の効果が
得られる。
【0171】[実施例5]この実施例では、従来技術で
説明したパイプライン動作のSDRAMの長所と2ビッ
トプリフェッチのSDRAMの長所を備え、かつメモリ
アレイの構成が従来と同じSDRAMを示す。
【0172】この実施例のSDRAMの構成は従来技術
(特に図29ないし図33)で説明した2ビットプリフ
ェッチのSDRAMと同様である。ただし、制御のタイ
ミングは従来と異なる。
【0173】図16は、このSDRAMの連続書込動作
(バースト長=4)を示すタイミングチャートであっ
て、図33と対比される図である。図16を参照して、
このSDRAMの制御のタイミングが図33の制御のタ
イミングと異なる点は、書込コマンドが入力されてから
2クロック経過した後は、1クロックごとにイコライズ
回路活性化信号φEQ1を活性化させグローバルIO線
対GIOおよびGIO′のイコライズを行なう点であ
る。
【0174】図17は、図18で示したイコライズ回路
活性化信号φEQ1を生成するための信号発生回路の構
成を例示する回路ブロック図である。
【0175】図17を参照して、この信号発生回路は、
NANDゲートNA11ないしNA26、インバータ2
2ないし24および遅延回路25を含む。NANDゲー
トNA11とNA12、NA15とNA16、NA19
とNA20は、それぞれゲートG11、G12、G13
を構成する。ゲートG11およびG13は、ともにクロ
ック信号の反転信号/CLKで制御され、ゲートG12
はクロック信号CLKで制御される。
【0176】NANDゲートNA13とNA14、NA
17とNA18、NA21とNA22は、それぞれフリ
ップフロップFF11、FF12、FF13を構成す
る。フリップフロップFF12およびFF13は、とも
に信号WDEによって活性化される。NANDゲートN
A26および遅延回路25はパルス発生回路26を構成
する。
【0177】信号WDEは、書込動作が始まると活性化
され、バースト長分だけクロック信号CLKがカウント
された後に非活性化される信号である。クロック信号の
反転信号/CLKが「H」レベルになったとき信号WD
EのレベルがゲートG11を介してフリップフロップF
F11に伝達される。次いでクロック信号CLKが
「H」レベルになったとき信号WDEのレベルがさらに
ゲートG12を介してフリップフロップFF12に伝達
される。次いでクロック信号の反転信号/CLKが
「H」レベルになったとき信号WDEのレベルがさらに
ゲートG13を介してフリップフロップFF13に伝達
される。
【0178】NANDゲートNA25は、フリップフロ
ップFF13の出力φNA21とクロック信号CLKを
受ける。NANDゲートNA25の出力はインバータ2
3を介してパルス発生回路26に入力される。パルス発
生回路26の出力はインバータ24に入力される。イン
バータ24の出力はイコライズ回路活性化信号φEQ1
となる。
【0179】図18は、図17の信号発生回路の動作を
示すタイミングチャートである。信号/CASが活性状
態の「L」レベルとなって書込コマンドが入力されたこ
とに応じて、信号WDEが活性状態の「H」レベルとな
る。信号WDEは、バースト長分だけクロック信号CL
Kがカウントされた後(この場合4クロック後)、
「L」レベルとなる。
【0180】信号φNA21は、信号WDEが「H」レ
ベルになった後クロック信号CLKが「L」レベルから
「H」レベルになりさらに「L」レベルになったことに
応じて「H」レベルとなる。信号φNA21は、信号W
DEが「L」レベルになったことに応じて「L」レベル
となる。パルス発生回路26は、信号φNA21が
「H」レベルにある間においてクロック信号CLKが
「H」レベルになったことに応じて所定の幅のパルス信
号を出力する。パルス信号はインバータ24で反転され
てイコライズ回路活性化信号φEQ1となる。
【0181】この実施例では、連続書込のコマンドが入
力されてから2クロック経過した後はグローバルIO線
対GIOおよびGIO′を1クロックごとにイコライズ
するので、図16中の○印のタイミングで書込をストッ
プして、新たに入力されるアドレスにデータを書込むこ
とができる。したがって、1ビット単位のランダム書込
が可能となる。しかも、内部アドレス信号の生成のため
に書込時間が短くなる最初のデータ書込に2クロックサ
イクルを割当てるので、動作周波数の高速化にも対応で
きる。
【0182】
【発明の効果】以上のように、この発明の第1の同期型
半導体記憶装置にあっては、選択回路によって連続的に
選択されるメモリセルの各々が第1または第2の信号入
出力線対に1クロックサイクルずつ交互に接続される。
したがって、1クロックサイクルの間に一方の信号入出
力線対を介してのデータの書込と他方の信号入出力線対
のイコライズとを並列に行なうことができる。よって、
1クロックサイクルの間に1つの信号入出力線対を介し
てのデータ書込と、その信号入出力線対のイコライズと
を直列に行なう必要があった従来に比べてデータの書込
を高周波で容易に行なうことができる。また、ランダム
書込が可能である。
【0183】また、データ入出力回路は、データ書込回
路およびイコライズ回路を含み、データ書込回路が一方
の信号入出力線対を介してデータの書込を行なっている
間にイコライズ回路が他方の信号入出力線対のイコライ
ズを行なうこととすれば、データ入出力回路を容易に構
成できる。
【0184】また、データ入出力回路は、第1および第
2のデータ書込回路と、イコライズ回路とを含み、第1
のデータ書込回路が第1の信号入出力線対を介してデー
タの書込を行なっている間にイコライズ回路が第2の信
号入出力線対のイコライズを行ない、第2のデータ書込
回路が第2の信号入出力線対を介してデータの書込を行
なっている間にイコライズ回路が第1の信号入出力線の
イコライズを行なうこととすれば、データ入出力回路を
容易に構成できる。
【0185】この発明の第2の同期型半導体記憶装置に
あっては、選択回路によって連続的に選択されるメモリ
セル対の各々が第1および第2の信号入出力線対に接続
される。そして、内部アドレス信号の生成のため書込時
間が短くなる最初の2クロックサイクルでは2ビットの
データを一度に書込み、その後は1クロックサイクルご
とに1ビットのデータを交互に書込む。したがって、デ
ータの書込を高周波で容易に行なうことができ、また、
2クロックサイクル以降はランダム書込が可能となる。
【0186】また、データ入出力回路は、第1および第
2のデータ書込回路と、イコライズ回路とを含み、最初
の2クロックサイクルにおいては第1および第2のデー
タ書込回路が第1および第2の信号入出力線対を介して
の2ビットのデータの書込を行なった後にイコライズ回
路が第1および第2の信号入出力線対のイコライズを行
ない、その後の各1クロックサイクルにおいては第1ま
たは第2のデータ書込回路が第1または第2の信号入出
力線対を介しての1ビットのデータの書込を行なった後
にイコライズ回路が第1および第2の信号入出力線対の
イコライズを行なうこととすれば、データ入出力回路を
容易に構成できる。
【0187】また、この発明の第3の同期型半導体記憶
装置にあっては、選択回路によって連続的に選択される
メモリセルの各々が各メモリセルが属するメモリアレイ
ブロックの第1または第2のローカル信号入出力線対の
一端に1クロックサイクルずつ交互に接続されるととも
に、各メモリセルが属するメモリアレイブロックの第1
および第2のローカル信号入出力線対の他端が第1およ
び第2のグローバル信号入出力線対の一端に接続され
る。したがって、第1の同期型半導体記憶装置と同様、
従来と比べデータの書込を高周波で容易に行なうことが
でき、かつランダム書込を行なうことができる。
【0188】また、この発明の第4の同期型半導体記憶
装置にあっては、選択回路によって連続的に選択される
メモリセルの各々は各メモリセルが属するメモリアレイ
ブロックのローカル信号入出力線対の一端に接続される
とともに、各メモリセルが属するメモリアレイブロック
のローカル信号入出力線対の他端が第1または第2のグ
ローバル信号入出力線対の一端に1クロックサイクルず
つ交互に接続される。したがって、第1および第2の同
期型半導体記憶装置と同様、従来と比べデータの書込を
高周波で容易に行なうことができ、かつランダム書込を
行なうことができる。また、ローカル信号入出力線対を
2系統に分割しない分だけ第2の同期型半導体記憶装置
よりもレイアウト面積が小さくなる。
【0189】また、データ入出力回路は、データ書込回
路およびイコライズ回路を含み、データ書込回路が一方
のグローバル信号入出力線対を介してデータの書込を行
なっている間に、イコライズ回路が他方のグローバル信
号入出力線対のイコライズを行なうこととすれば、デー
タ入出力回路を容易に構成できる。
【0190】また、データ入出力回路は、第1および第
2のデータ書込回路と、イコライズ回路とを含み、第1
のデータ書込回路が第1のグローバル信号入出力線対を
介してデータの書込を行なっている間にイコライズ回路
が第2のグローバル信号入出力線対のイコライズを行な
い、第2のデータ書込の回路が第2のグローバル信号入
出力線対を介してデータの書込を行なっている間にイコ
ライズ回路が第1のグローバル信号入出力線対のイコラ
イズを行なうこととすれば、データ入出力回路を容易に
構成できる。
【0191】また、この発明の第5の同期型半導体記憶
装置にあっては、選択回路によって連続的に選択される
メモリセル対の各々が対応の第1および第2のローカル
信号入出力線対に接続され、その第1および第2のロー
カル信号入出力線対は第1および第2のグローバル信号
入出力線対に2クロックサイクルずつ接続される。そし
て、内部アドレス信号の生成のため書込時間が短くなる
最初の2クロックサイクルでは2ビットのデータを一度
に書込み、その後は1クロックサイクルごとに1ビット
のデータを交互に書込む。したがって、データの書込を
高周波で容易に行なうことができ、また、2クロックサ
イクル以降はランダム書込が可能となる。
【0192】また、データ入出力回路は、第1および第
2のデータ書込回路と、イコライズ回路とを含み、最初
の2クロックサイクルにおいては第1および第2のデー
タ書込回路が第1および第2のグローバル信号入出力線
対を介しての2ビットのデータの書込を行なった後にイ
コライズ回路が第1および第2のグローバル信号入出力
線対のイコライズを行ない、その後の各1クロックサイ
クルにおいては第1または第2のデータ書込回路が第1
または第2のグローバル信号入出力線対を介しての1ビ
ットのデータの書込を行なった後にイコライズ回路が第
1および第2のグローバル信号入出力線対のイコライズ
を行なうこととすれば、データ入出力回路を容易に構成
できる。
【0193】また、第1および第2のグローバル信号入
出力線対は、複数のメモリアレイブロックのうちの少な
くとも1つのメモリアレイブロックのワード線シャント
領域を縦断するようにして設けられることとすれば、レ
イアウト面積の縮小化を図ることができる。
【0194】また、第1および第2のグローバル信号入
出力線対の各々は、互いに異なるワード線シャント領域
を縦断するようにして設けられることとすれば、レイア
ウト面積のさらなる縮小化が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の第1実施例によるSDRAMの全
体の構成を機能的に示すブロック図である。
【図2】 図1に示したSDRAMの1つの32Kビッ
トメモリアレイMKに関連する部分の構成を示す回路ブ
ロック図である。
【図3】 図2の分図であって、図2に示した列選択ゲ
ートを選択するための回路の構成を示す回路ブロック図
である。
【図4】 図1に示したSDRAMのデータの書込動作
に関連する部分の構成を示す回路ブロック図である。
【図5】 図4に示した切換スイッチの構成を例示する
回路図である。
【図6】 図1に示したSDRAMの倍周期回路の構成
を例示する回路ブロック図である。
【図7】 図6に示した倍周期回路の動作を示すタイミ
ングチャートである。
【図8】 図1に示したSDRAMのランダム書込動作
を示すタイミングチャートである。
【図9】 この発明の第2実施例によるSDRAMのメ
モリアレイのIO線対の配置を具体的に示す図である。
【図10】 図9に示したメモリアレイの1つの32K
ビットメモリアレイに関連する部分の構成を示す回路ブ
ロック図である。
【図11】 図9に示したSDRAMのランダム書込動
作を示すタイミングチャートである。
【図12】 この発明の第3実施例によるSDRAMの
メモリアレイのIO線対の配置を具体的に示す図であ
る。
【図13】 図12に示したメモリアレイの1つの32
Kビットメモリアレイに関連する部分の構成を示す回路
ブロック図である。
【図14】 この発明の第4実施例によるSDRAMの
構成を機能的に示すブロック図である。
【図15】 図14に示したSDRAMの書込動作に関
連する部分の構成を示す回路ブロック図である。
【図16】 この発明の第5実施例によるSDRAMの
連続書込動作を示すタイミングチャートである。
【図17】 図16で説明したSDRAMのイコライズ
回路活性化信号φEQ1を生成するための信号発生回路
の構成を示す回路ブロック図である。
【図18】 図17に示した信号発生回路の動作を示す
タイミングチャートである。
【図19】 従来のSDRAMの全体の構成を機能的に
示すブロック図である。
【図20】 図19に示したSDRAMのチップレイア
ウトを示す図である。
【図21】 図19に示したチップのメモリアレイのI
O線対の配置を具体的に示す図である。
【図22】 図21のZ部拡大図である。
【図23】 図22に示したメモリアレイの1つのロー
カルIO線対LIO2に関連する部分の構成を示す回路
ブロック図である。
【図24】 図19に示したSDRAMの連続読出動作
時における外部信号の変化の状態を示すタイミングチャ
ートである。
【図25】 図19に示したSDRAMの連続書込動作
時の外部信号の変化の状態を示すタイミングチャートで
ある。
【図26】 図19に示したSDRAMの書込動作に関
連する部分の構成を示す回路ブロック図である。
【図27】 図19に示したSDRAMの連続書込動作
時における外部信号およびグローバルIO線対の電位の
変化を示すタイミングチャートである。
【図28】 図19に示したSDRAMのランダム書込
動作時における外部信号およびグローバルIO線対の電
位の変化を示すタイミングチャートである。
【図29】 従来の他のSDRAMの全体の構成を機能
的に示すブロック図である。
【図30】 図29に示したSDRAMのメモリアレイ
のIO線対の配置を具体的に示す図である。
【図31】 図30に示したメモリアレイの1つの32
Kビットメモリアレイに関連する部分の構成を示す回路
ブロック図である。
【図32】 図29に示したSDRAMの書込動作に関
連する部分の構成を示す回路ブロック図である。
【図33】 図29に示したSDRAMの連続書込動作
時における外部信号およびグローバルIO線対の電位の
変化を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
1a,1b メモリアレイ、2a,2b,3a,3b,
4a,4b,31a,31b,32a,32b,33
a,33b,34a,34b,35a,35b,36
a,36b,37a,37b,38a,38b 切換ス
イッチ、5 倍周期回路、52a,52b Xデコーダ
群、53a,35b Yデコーダ群、54a,54b
センスアンプ群、55a,55b,55a′,55b′
プリアンプ群、56a,56b,56a′,56b′
リード用レジスタ、57a,57b,57a′,57
b′ 出力バッファ、58a,58b,58a′,58
b′入力バッファ、59a,59b,59a′,59
b′ ライト用レジスタ、60a,60b,60a′6
0b′ ライトバッファ群、61a,61b イコライ
ズ回路群、68a,68b,69a,69b セレク
タ、LIO,LIO′ ローカルIO線対、GIO,G
IO′ グローバルIO線対、WS1〜WS7 ワード
線シャント領域、BS,BS′,BSa,BSb,BS
b′ ブロック選択スイッチ、CSG,CSG′ 列選
択ゲート、BLP ビット線対、WL ワード線、MC
メモリセル。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堂阪 勝己 兵庫県伊丹市瑞原4丁目1番地 三菱電機 株式会社ユー・エル・エス・アイ開発研究 所内 (72)発明者 村井 泰光 兵庫県伊丹市東野四丁目61番5号 三菱電 機エンジニアリング株式会社エル・エス・ アイ設計センター内

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外部クロック信号に同期して制御信号、
    アドレス信号およびデータ信号を含む外部信号を取込む
    同期型半導体記憶装置であって、 行列状に配列された複数のメモリセルを含むメモリアレ
    イ、 前記メモリアレイとデータ信号の入出力を行なうための
    第1および第2の信号入出力線対、 前記外部クロック信号を分周して該外部クロック信号の
    複数倍の周期を有する内部クロック信号を出力する分周
    回路、 前記アドレス信号に従って前記メモリアレイのうちのい
    ずれかのメモリセルを連続的に選択する選択回路、 前記分周回路から出力される前記内部クロック信号に応
    答して、前記選択回路によって選択されたメモリセルの
    各々を前記第1または第2の信号入出力線対の一端に1
    クロックサイクルずつ交互に接続する切換回路、および
    前記分周回路から出力される前記内部クロック信号に応
    答して、前記第1または第2の信号入出力線対の他端と
    1クロックサイクルずつ交互にデータ信号の授受を行な
    うデータ入出力回路を備える、同期型半導体記憶装置。
  2. 【請求項2】 前記データ入出力回路は、 前記第1および第2の信号入出力線対に共通に設けられ
    たデータ読出回路、 前記内部クロック信号に応答して、前記第1または第2
    の信号入出力線対の他端を1クロックサイクルずつ交互
    に前記データ読出回路に接続する第1の切換回路、 前記第1および第2の信号入出力線対に共通に設けられ
    たデータ書込回路、 前記内部クロック信号に応答して、前記第1または第2
    の信号入出力線対の他端を1クロックサイクルずつ交互
    に前記データ書込回路に接続する第2の切換回路、 前記第1および第2の信号入出力線対に共通に設けられ
    たイコライズ回路、および前記内部クロック信号に応答
    して、前記第2または第1の信号入出力線対の他端を1
    クロックサイクルずつ交互に前記イコライズ回路に接続
    する第3の切換回路を含む、請求項1に記載の同期型半
    導体記憶装置。
  3. 【請求項3】 前記データ入出力回路は、 前記第1の信号入出力線対に対応して設けられた第1の
    データ読出回路、 前記第2の信号入出力線対に対応して設けられた第2の
    データ読出回路、 前記内部クロック信号に応答して、前記第1または第2
    のデータ読出回路によって読出されたデータ信号を1ク
    ロックサイクルずつ交互に外部に出力するための第1の
    切換回路、 前記第1の信号入出力線対に対応して設けられた第1の
    データ書込回路、 前記第2の信号入出力線対に対応して設けられた第2の
    データ書込回路、 前記内部クロック信号に応答して、外部から前記第1ま
    たは第2のデータ書込回路に1クロックサイクルずつ交
    互にデータ信号を入力するための第2の切換回路、 前記第1および第2の信号入出力線対に共通に設けられ
    たイコライズ回路、および前記内部クロック信号に応答
    して、前記第2または第1の信号入出力線対の他端を1
    クロックサイクルずつ交互に前記イコライズ回路に接続
    する第3の切換回路を含む、請求項1に記載の同期型半
    導体記憶装置。
  4. 【請求項4】 外部クロック信号に同期して制御信号、
    アドレス信号およびデータ信号を含む外部信号を取込む
    同期型半導体記憶装置であって、 行列状に配列された複数のメモリセルを含むメモリアレ
    イ、 前記メモリアレイとデータ信号の入出力を行なうための
    第1および第2の信号入出力線対、 前記アドレス信号に従って前記メモリアレイのうちのい
    ずれかのメモリセル対を連続的に選択する選択回路、 前記選択回路によって選択されたメモリセル対の各々を
    前記第1および第2の信号入出力線対の一端に接続する
    接続回路、および最初の2クロックサイクルにおいては
    前記第1および第2の信号入出力線対の他端と2ビット
    のデータ信号の授受を一度に行ない、その後は前記第1
    または第2の信号入出力線対の他端と1クロックサイク
    ルずつ交互に1ビットのデータ信号の授受を行なうデー
    タ入出力回路を備える、同期型半導体記憶装置。
  5. 【請求項5】 前記データ入出力回路は、 前記第1の信号入出力線対に対応して設けられた第1の
    データ読出回路、 前記第2の信号入出力線対に対応して設けられた第2の
    データ読出回路、 前記第1または第2のデータ読出回路によって読出され
    たデータ信号を1クロックサイクルずつ交互に外部に出
    力するための第1の切換回路、 前記第1の信号入出力線対に対応して設けられた第1の
    データ書込回路、 前記第2の信号入出力線対に対応して設けられた第2の
    データ書込回路、 外部から前記第1または第2のデータ書込回路に1クロ
    ックサイクルずつ交互にデータ信号を入力するための第
    2の切換回路、 前記第1および第2の信号入出力線対に共通に設けられ
    たイコライズ回路、および前記最初の2クロックサイク
    ルにおいては前記第1および第2のデータ書込回路によ
    って前記2ビットのデータ信号の書込を行なった後に前
    記イコライズ回路によって前記第1および第2の信号入
    出力線対のイコライズを行ない、その後の各1クロック
    サイクルにおいては前記第1または第2のデータ書込回
    路によって前記1ビットのデータ信号の書込を行なった
    後に前記イコライズ回路によって前記第1および第2の
    信号入出力線対のイコライズを行なう書込制御回路を含
    む、請求項4に記載の同期型半導体記憶装置。
  6. 【請求項6】 外部クロック信号に同期して制御信号、
    アドレス信号およびデータ信号を含む外部信号を取込む
    同期型半導体記憶装置であって、 各々が、行列状に配列された複数のメモリセルと、各行
    に対応して設けられたワード線と、各列に対応して設け
    られたビット線対とを含む複数のメモリアレイブロッ
    ク、 前記複数のメモリアレイブロックの各々に対応して設け
    られた第1および第2のローカル信号入出力線対、 前記複数のメモリアレイブロックに共通に設けられた第
    1および第2のグローバル信号入出力線対、 前記外部クロック信号を分周して該外部クロック信号の
    複数倍の周期を有する内部クロック信号を出力する分周
    回路、 前記アドレス信号に従って前記複数のメモリアレイブロ
    ックのうちのいずれかのメモリアレイブロックとそのメ
    モリアレイブロックに属するいずれかのメモリセルとを
    連続的に選択する選択回路、 前記分周回路から出力される前記内部クロック信号に応
    答して、前記選択回路によって選択されたメモリセルに
    対応するビット線対の各々を各ビット線対が属するメモ
    リアレイブロックの第1または第2のローカル信号入出
    力線対の一端に1クロックサイクルずつ交互に接続する
    切換回路、 前記選択回路によって選択された前記メモリアレイブロ
    ックの第1および第2のローカル信号入出力線対の他端
    の各々を前記第1および第2のグローバル信号入出力線
    対の一端に接続する接続回路、および前記分周回路から
    出力される前記内部クロック信号に応答して、前記第1
    または第2のグローバル信号入出力線対の他端と1クロ
    ックサイクルずつ交互にデータ信号の授受を行なうデー
    タ入出力回路を備える、同期型半導体記憶装置。
  7. 【請求項7】 外部クロック信号に同期して制御信号、
    アドレス信号およびデータ信号を含む外部信号を取込む
    同期型半導体記憶装置であって、 各々が、行列状に配列された複数のメモリセルと、各行
    に対応して設けられたワード線と、各列に対応して設け
    られたビット線対とを含む複数のメモリアレイブロッ
    ク、 前記複数のメモリアレイブロックの各々に対応して設け
    られたローカル信号入出力線対、 前記複数のメモリアレイブロックに共通に設けられた第
    1および第2のグローバル信号入出力線対、 前記外部クロック信号を分周して該外部クロック信号の
    複数倍の周期を有する内部クロック信号を出力する分周
    回路、 前記アドレス信号に従って前記複数のメモリアレイブロ
    ックのうちのいずれかのメモリアレイブロックとそのメ
    モリアレイブロックに属するいずれかのメモリセルとを
    連続的に選択する選択回路、 前記選択回路によって選択された前記メモリセルに対応
    するビット線対の各々を各ビット線対が属するメモリア
    レイブロックのローカル信号入出力線対の一端に接続す
    る接続回路、 前記分周回路から出力される前記内部クロック信号に応
    答して、前記選択回路によって選択された前記メモリア
    レイブロックのローカル信号入出力線対の他端の各々を
    前記第1または第2のグローバル信号入出力線対の一端
    に1クロックサイクルずつ交互に接続する切換回路、お
    よび前記分周回路から出力される前記内部クロック信号
    に応答して、前記第1または第2のグローバル信号入出
    力線対の他端と1クロックサイクルずつ交互にデータ信
    号の授受を行なうデータ入出力回路を備える、同期型半
    導体記憶装置。
  8. 【請求項8】 前記データ入出力回路は、 前記第1および第2のグローバル信号入出力線対に共通
    に設けられたデータ読出回路、 前記内部クロック信号に応答して、前記第1または第2
    のグローバル信号入出力線対の他端を1クロックサイク
    ルずつ交互に前記データ読出回路に接続する第1の切換
    回路、 前記第1および第2のグローバル信号入出力線対に共通
    に設けられたデータ書込回路、 前記内部クロック信号に応答して、前記第1または第2
    のグローバル信号入出力線対の他端を1クロックサイク
    ルずつ交互に前記データ書込回路に接続する第2の切換
    回路、 前記第1および第2のグローバル信号入出力線対に共通
    に設けられたイコライズ回路、および前記内部クロック
    信号に応答して、前記第2または第1のグローバル信号
    入出力線対の他端を1クロックサイクルずつ交互に前記
    イコライズ回路に接続する第3の切換回路を含む、請求
    項6または7に記載の同期型半導体記憶装置。
  9. 【請求項9】 前記データ入出力回路は、 前記第1のグローバル信号入出力線対に対応して設けら
    れた第1のデータ読出回路、 前記第2のグローバル信号入出力線対に対応して設けら
    れた第2のデータ読出回路、 前記内部クロック信号に応答して、前記第1または第2
    のデータ読出回路によって読出されたデータ信号を1ク
    ロックサイクルずつ交互に外部に出力するための第1の
    切換回路、 前記第1のグローバル信号入出力線対に対応して設けら
    れた第1のデータ書込回路、 前記第2のグローバル信号入出力線対に対応して設けら
    れた第2のデータ書込回路、 前記内部クロック信号に応答して、外部から前記第1ま
    たは第2のデータ書込回路に1クロックサイクルずつ交
    互にデータ信号を入力するための第2の切換回路、 前記第1および第2のグローバル信号入出力線対に共通
    に設けられたイコライズ回路、および前記内部クロック
    信号に応答して、前記第2または第1のグローバル信号
    入出力線対の他端を1クロックサイクルずつ交互に前記
    イコライズ回路に接続する第3の切換回路を含む、請求
    項6または7に記載の同期型半導体記憶装置。
  10. 【請求項10】 外部クロック信号に同期して制御信
    号、アドレス信号およびデータ信号を含む外部信号を取
    込む同期型半導体記憶装置であって、 各々が、行列状に配列された複数のメモリセルと、各行
    に対応して設けられたワード線と、各列に対応して設け
    られたビット線対とを含む複数のメモリアレイブロッ
    ク、 前記複数のメモリアレイブロックの各々に対応して設け
    られた第1および第2のローカル信号入出力線対、 前記複数のメモリアレイブロックに共通に設けられた第
    1および第2のグローバル信号入出力線対、 前記アドレス信号に従って前記複数のメモリアレイブロ
    ックのうちのいずれかのメモリアレイブロックとそのメ
    モリアレイブロックに属するいずれかのメモリセル対と
    を連続的に選択する選択回路、 前記選択回路によって選択されたメモリセル対に対応す
    る2組のビット線対の各々を各2組のビット線対が属す
    るメモリアレイブロックの第1または第2のローカル信
    号入出力線対の一端に接続する第1の接続回路、 前記選択回路によって選択された前記メモリアレイブロ
    ックの第1および第2のローカル信号入出力線対の他端
    の各々を前記第1および第2のグローバル信号入出力線
    対の一端に2クロックサイクルずつ接続する第2の接続
    回路、および最初の2クロックサイクルにおいては前記
    第1および第2のグローバル信号入出力線対の他端と2
    ビットのデータ信号の授受を一度に行ない、その後は前
    記第1または第2のグローバル信号入出力線対の他端と
    2クロックサイクルずつ交互に1ビットのデータ信号の
    授受の行なうデータ入出力回路を備える、同期型半導体
    記憶装置。
  11. 【請求項11】 前記データ入出力回路は、 前記第1のグローバル信号入出力線対に対応して設けら
    れた第1のデータ読出回路、 前記第2のグローバル信号入出力線対に対応して設けら
    れた第2のデータ読出回路、 前記第1または第2のデータ読出回路によって読出され
    たデータ信号を1クロックサイクルずつ交互に外部に出
    力するための第1の切換回路、 前記第1のグローバル信号入出力線対に対応して設けら
    れた第1のデータ書込回路、 前記第2のグローバル信号入出力線対に対応して設けら
    れた第2のデータ書込回路、 外部から前記第1または第2のデータ書込回路に1クロ
    ックサイクルずつ交互にデータ信号を入力するための第
    2の切換回路、 前記第1および第2のグローバル信号入出力線対に共通
    に設けられたイコライズ回路、および前記最初の2クロ
    ックサイクルにおいては前記第1および第2のデータ書
    込回路によって前記2ビットのデータ信号の書込を行な
    った後に前記イコライズ回路によって前記第1および第
    2のグローバル信号入出力線対のイコライズを行ない、
    その後の各1クロックサイクルにおいては前記第1また
    は第2のデータ書込回路によって前記1ビットのデータ
    信号の書込を行なった後に前記イコライズ回路によって
    前記第1および第2のグローバル信号入出力線対のイコ
    ライズを行なう書込制御回路を含む、請求項10に記載
    の同期型半導体記憶装置。
  12. 【請求項12】 前記複数のメモリアレイブロックの各
    々は、 前記ワード線と交差して設けられ、かつ各々が互いに所
    定の間隔で設けられた複数のワード線シャント領域、お
    よび各ワード線に対応して設けられ、各ワード線シャン
    ト領域において対応のワード線と接続される低抵抗の導
    電線を含み、 前記第1および第2のグローバル信号入出力線対は、前
    記複数のメモリアレイブロックのうちの少なくとも1つ
    のメモリアレイブロックのワード線シャント領域を縦断
    するようにして設けられる、請求項6ないし11のいず
    れかに記載の同期型半導体記憶装置。
  13. 【請求項13】 前記第1および第2のグローバル信号
    入出力線対の各々は互いに異なるワード線シャント領域
    を縦断するようにして設けられる、請求項12に記載の
    同期型半導体記憶装置。
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