JPH09306159A - 逐次読出しメモリ - Google Patents

逐次読出しメモリ

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JPH09306159A
JPH09306159A JP8142357A JP14235796A JPH09306159A JP H09306159 A JPH09306159 A JP H09306159A JP 8142357 A JP8142357 A JP 8142357A JP 14235796 A JP14235796 A JP 14235796A JP H09306159 A JPH09306159 A JP H09306159A
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JP
Japan
Prior art keywords
bit line
memory
sequential read
switch
load resistance
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP8142357A
Other languages
English (en)
Inventor
Shintaro Shibata
信太郎 柴田
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NTT Inc
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 逐次読出しメモリの消費電力の低減を図
る。 【解決手段】 選択信号を伝送するワード線WL(n)
とデータを伝送するビット線BL(k)により読出し対
象のメモリセルMが特定されるメモリセルアレイ1を用
いた逐次読出しメモリにおいて、プルアップ用の負荷抵
抗L(k)と電源Vccとの間にスイッチS(k)を接
続し、選択されるビット線だけを負荷抵抗でプルアップ
し、非選択ビット線を電源から切り放す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体メモリに係
り、特に先入れ先だしメモリ(FIFO: First InFirst O
ut )や逐次読出し専用メモリ等に適用して消費電力が
低減できるようにした逐次読出しメモリに関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】従来の逐次読出しメモリの構成を図4に
示す。1はメモリセルアレイ、2はXポインタ、3はY
ポインタ、4はセンス回路等で構成される読出し回路、
Vccは電源である。メモリセルアレイ1は、メモリセ
ルの選択信号を伝送するワード線WL(n)(n=1,
2,・・・・,N、以下同じ)と、読出しデータを伝送
するビット線BL(k)(k=1,2,3,4、以下同
じ)の各交点に半導体メモリセルMを配置して構成され
る。説明の都合上、ワード線WL(n)は「H」レベル
(高電圧)で選択状態、「L」レベル(低電圧)で非選
択状態とする。ビット線BL(k)の選択にはスイッチ
Y(k)を用いる。スイッチY(k)は、Yポインタ3
から供給される制御信号が「H」レベルの時に導通状
態、「L」レベルの時に非導通状態である。L(k)は
ビット線BL(k)のプルアップ用の負荷抵抗である。
Xポインタ2およびYポインタ3はそれぞれ環状のシフ
トレジスタで構成されており、出力のうちの1ビットだ
けが「H」レベル、他の全てが「L」レベルとなるよう
初期設定される。
【0003】図4に示した従来の逐次読出しメモリの動
作は以下の通りである。同図はXポインタによってワー
ド線WL(3)が選択されている状態を表している。ワ
ード線が選択されると、その上に位置する全てのメモリ
セル(この例では4個)が活性化され、負荷抵抗L
(k)を介して電源Vccからそれらのメモリセルに電
流が流れ込む。この電流量は、メモリセルの記憶内容に
対応しており、記憶内容に応じた信号電圧が負荷抵抗L
(k)の両端に発生する。この現象は、すべての負荷抵
抗L(k)について起こる。上記の信号電圧のうち、ス
イッチY(k)で選択されたものが読出し回路4で増幅
され記憶内容として外部に出力される。図4ではワード
線WL(3)とスイッチY(2)で選ばれたメモリセル
の内容が読み出される。
【0004】逐次読出しメモリでは、メモリセルの読出
し順序が一意に決まっており、読出し対象のメモリセル
の切り換えには、クロック等の外部入力信号を用いる。
ワード線WL(3)とビット線BL(2)の交点に位置
するメモリセルの読出しが終り、次の読出し動作に移行
すると、ワード線WL(3)は非選択状態になり、代わ
りにワード線WL(4)が選択状態となる。スイッチY
(2)は依然として導通状態であり、ビット線BL
(2)は選択状態を維持する。以下同様に、ワード線W
L(N)上に位置するメモリセルのデータ読出しまで、
逐次行なわれる。
【0005】その次の読出し動作では、ワード線WL
(N)が非選択となり、ワード線WL(1)が選択され
る。同時に、Yポインタ3の「H」レベル出力もひとつ
シフト(正確には、ローテイト)とする。結果的にスイ
ッチY(2)は非導通状態になり、代わりにスイッチY
(3)が導通状態となる。それ以後は、前記したように
選択ワード線を順次切り換えることで、ビット線BL
(3)上のメモリセルのデータをメモリの外部に逐次読
み出せる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】以上から明らかなよう
に、従来の逐次読出しメモリでは、ビット線の負荷抵抗
L(k)について特別な制御を行なっていなかった。す
なわち、読出し動作ではいずれのビット線が選ばれるか
に拘らず、全ての負荷抵抗L(k)が導通状態に制御さ
れていた。そのため、ビット線のマルチプレクス数(図
4の例では4)に応じて消費電力が増大するという問題
があった。
【0007】本発明の目的は、上記した問題を解決し
て、消費電力を大幅に低減した逐次読出しメモリを提供
することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】第1の発明は、選択信号
を伝送するワード線とデータを伝送するビット線により
読出し対象のメモリセルが特定されるメモリセルアレイ
を用いた逐次読出し方式の半導体メモリにおいて、選択
されたビット線だけを負荷抵抗でプルアップし、非選択
ビット線を電源から切り放す第1の手段を設けて構成し
た。
【0009】第2の発明は、第1の発明において、前記
第1手段を、前記負荷抵抗と前記電源との間に接続され
たスイッチ、または前記負荷抵抗をオン時の内部抵抗で
実現したトランジスタとして、前記スイッチ又は前記ト
ランジスタが、ビット線を選択する信号により制御され
るように構成した。
【0010】第3の発明は、第1又は第2の発明におい
て、前記逐次読出し方式が、ビット線に沿ってメモリセ
ルのデータを逐次読み出す場合、選択ビット線上の全て
のメモリセルのデータの読出しを完了する前に、次に選
択されるべきビット線のプルアップを開始する第2手段
を付加して構成した。
【0011】第4の発明は、第3の発明において、前記
第2手段を、選択順序として前に位置するビット線の選
択信号と最後のワード線の選択信号の論理積により前記
第1手段を制御する手段で構成した。
【0012】
【発明の実施の形態】
[第1の実施の形態]図1は本発明の第1の実施の形態
の逐次読出しメモリの回路構成を示す図である。図4に
示したものと同一のものには同一の符号を附してその詳
しい説明は省略する。S(k)は負荷抵抗L(k)を制
御するスイッチであり、スイッチY(k)と同様に、Y
ポインタ3によって制御される。この図1に示した構成
は、図4に示した従来構成とは、Yポインタ3の出力に
よってスイッチS(k)を制御することで、読出し時に
特定の(読出し対象以外の)ビット線BL(k)を電源
Vccから切り放せることが異なる。
【0013】選択ワード線と選択ビット線で特定される
メモリセルからの読出し動作は、図4に示した従来の逐
次読出しメモリの動作と同じである。例えば、ワード線
WL(3)とビット線BL(2)が選択されると、スイ
ッチS(2)は導通状態に制御され、記憶内容に応じた
信号電圧が負荷抵抗L(2)に現れる。これを読出し回
路4で検出することで、記憶内容が外部に読み出せる。
しかし、本実施の形態では、このとき、残りのスイッチ
S(1)、S(3)、S(4)について非導通状態に制
御されるので、ワード線WL(3)によってメモリセル
が選択されていても、電源Vccから負荷抵抗L
(1)、L(3)、L(4)を介してメモリセルへ流入
する電流はない。そのため、後者の電流に相当する電力
を低減することができる。
【0014】[第2の実施の形態]ところで、ビット線
BL(k)には寄生容量が存在する。そのため、前記第
1の実施の形態において、選択ビット線が切り替わる際
に、選択されたビット線の電圧レベルが動作点に達する
までに一定の遅延時間を要する。この遅延時間は、ビッ
ト線の寄生容量、すなわち、ビット線に接続されるメモ
リセル数に応じて増大する。その結果、選択されるビッ
ト線が切り替わったメモリサイクルでは、アクセス時間
が他のメモリサイクルにより長くなる。これは、メモリ
の速度性能の低下要因となるので、高速用途のメモリで
は問題になる。しかし、この問題については、メモリが
逐次読出し方式であることを利用して、選択ビット線が
切り替わるひとつもしくは数サイクル前に、次のビット
線のプルアップを開始することで、容易に対処可能であ
る。
【0015】本発明の第2の実施の形態として、選択ビ
ット線が切り替わるひとつ前のサイクルに次のビット線
のプルアップを開始する例を、図2に示す。図1に示し
た回路の構成とは、スイッチS(k)の制御用に、2入
力ANDゲート5(k)と、そのANDゲート5(k)
の出力とYポインタ3からの制御信号を入力する2入力
ORゲート6(k)を付加していることが異なる。AN
Dゲート5(k)の入力は、選択順序として前に位置す
るビット線の選択信号と最後のワード線WL(N)の選
択信号である。このANDゲート5(k)の出力が
「H」レベルになることで、次のメモリサイクルで選択
されるべきビット線BL(k)のプルアップが開始され
る。
【0016】この第2の実施の形態では、選択ビット線
が切り替わるひとつ前のメモリサイクルにおいて、例外
的にふたつのスイッチS(k)とS(k+1)が導通
し、消費電力は若干増える。しかし、これを除くメモリ
サイクルでは、第1の実施の形態と同様に、導通するス
イッチは選択ビット線BL(k)に対応するスイッチS
(k)だけであり、著しく消費電力を低減できる。
【0017】[第3の実施の形態]図3は本発明の第3
の実施の形態の逐次読出しメモリの回路構成を示す図で
ある。7はD型フリップフロップであり、その入力信号
を1サイクル遅らせて出力する機能がある。この第2の
実施の形態は、前記第2の実施の形態と同等の機能をこ
のD型フリップフロップ7を用いて実現したものであ
る。前記第2の実施の形態では、ワード線WL(1)の
選択信号をYポインタ3のシフト制御信号に用いていた
が、この第3の実施の形態では、ワード線WL(N)の
選択信号をD型フリップフロップ7で1単位時間(メモ
リの1サイクルに相当)遅らせることで同等の信号を実
現している。
【0018】[その他の実施の形態]なお、上記各実施
の形態では、ビット線のマルチプレクス数として4の場
合を示したが、これには何等制約はない。ビット線のマ
ルチプレクス数をKとすると、従来構成に比べて1/K
に消費電力を低減可能である。また、説明の都合上、ビ
ット線の負荷抵抗L(k)とそのスイッチY(k)とい
うふたつの構成要素を用いたが、例えば前記負荷抵抗を
オン時の内部抵抗で実現したMOSトランジスタを利用
することもできる。このときは、そのトランジスタのゲ
ート電圧を制御することで、負荷抵抗とスイッチをひと
つの素子で実現できる。
【0019】
【発明の効果】以上から第1、第2の発明によれば、消
費電力を著しく低減できる利点がある。そのため、FI
FOやマイクロプログラムROMのように、逐次読出し
が主体となるメモリに本発明を適用すれば、システムを
低電力化でき効果大である。また、第3、第4の発明に
よれば、第1、第2の発明と同様の効果に加えて、高速
動作が可能となるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施の形態の逐次読出しメモ
リの構成を示す回路ブロック図である。
【図2】 本発明の第2の実施の形態の逐次読出しメモ
リの構成を示す回路ブロック図である。
【図3】 本発明の第3の実施の形態の逐次読出しメモ
リの構成を示す回路ブロック図である。
【図4】 従来の逐次読出しメモリの構成を示す回路ブ
ロック図である。
【符号の説明】
1:メモリセルアレイ、 2:Xポインタ、 3:Yポ
インタ、 4:読出し回路、 5(k)[k=1,2,
3,4]:ANDゲート、 6(k):ORゲート、
7:D型フリップフロップ、M:メモリセル、 WL
(n)[n=1,2,・・・・,N]:ワード線、 B
L(k):ビット線、 Y(k):ビット線のマルチプ
レクサを構成するスイッチ、 S(k):スイッチ、
L(k):負荷抵抗、Dout :出力データ、 Vcc:
電源。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】選択信号を伝送するワード線とデータを伝
    送するビット線により読出し対象のメモリセルが特定さ
    れるメモリセルアレイを用いた逐次読出し方式の半導体
    メモリにおいて、 選択されたビット線だけを負荷抵抗でプルアップし、非
    選択ビット線を電源から切り放す第1手段を設けたこと
    を特徴とする逐次読出しメモリ。
  2. 【請求項2】前記第1手段が、前記負荷抵抗と前記電源
    との間に接続されたスイッチ、または前記負荷抵抗をオ
    ン時の内部抵抗で実現したトランジスタからなり、前記
    スイッチ又は前記トランジスタが、ビット線を選択する
    信号により制御されるようにしたことを特徴とする請求
    項1に記載の逐次読出しメモリ。
  3. 【請求項3】前記逐次読出し方式がビット線に沿ってメ
    モリセルのデータを逐次読み出す場合、選択ビット線上
    の全てのメモリセルのデータの読出しを完了する前に、
    次に選択されるべきビット線のプルアップを開始する第
    2手段を付加したことを特徴とする請求項1又は2に記
    載の逐次読出しメモリ。
  4. 【請求項4】前記第2手段が、選択順序として前に位置
    するビット線の選択信号と最後のワード線の選択信号の
    論理積により前記第1手段を制御する手段であることを
    特徴とする請求項3に記載の逐次読出しメモリ。
JP8142357A 1996-05-14 1996-05-14 逐次読出しメモリ Withdrawn JPH09306159A (ja)

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JP8142357A JPH09306159A (ja) 1996-05-14 1996-05-14 逐次読出しメモリ

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ID=15313505

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JP (1) JPH09306159A (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1111619A3 (en) * 1999-12-20 2001-09-26 Motorola, Inc. Peak program current reduction apparatus and method
US6956763B2 (en) 2003-06-27 2005-10-18 Freescale Semiconductor, Inc. MRAM element and methods for writing the MRAM element
US6967366B2 (en) 2003-08-25 2005-11-22 Freescale Semiconductor, Inc. Magnetoresistive random access memory with reduced switching field variation
US7129098B2 (en) 2004-11-24 2006-10-31 Freescale Semiconductor, Inc. Reduced power magnetoresistive random access memory elements
US7184300B2 (en) 2001-10-16 2007-02-27 Freescale Semiconductor, Inc. Magneto resistance random access memory element
CN100343919C (zh) * 2002-12-13 2007-10-17 国际商业机器公司 高速磁存储器的体系结构
US7465589B2 (en) 2002-07-17 2008-12-16 Everspin Technologies, Inc. Multi-state magnetoresistance random access cell with improved memory storage density

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