JPS5924491A - 半導体記憶装置の構成方法 - Google Patents

半導体記憶装置の構成方法

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JPS5924491A
JPS5924491A JP57131961A JP13196182A JPS5924491A JP S5924491 A JPS5924491 A JP S5924491A JP 57131961 A JP57131961 A JP 57131961A JP 13196182 A JP13196182 A JP 13196182A JP S5924491 A JPS5924491 A JP S5924491A
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JP
Japan
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block
memory cell
memory
blocks
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Pending
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JP57131961A
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English (en)
Inventor
Takashi Oba
大場 隆
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/34Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、半導体集積回路における記憶装置の構成方
法に関し、特に論理V L S I (超大規模集積回
路)のデツプ内に形成されるの圧適した半導体記憶装置
の構成方法に関する。
ゲート数が1万個を超えるようなl!1iil埋VLS
 Iにおいては、第1図に示すように、半導体チップl
上の一部に、1個あるいは複数個のRQM(17−ド・
オンリ・メモリ)2a、2bやIIAM(ランダム・ア
クセス・メモリ)のよう1r記憶装R(以下オンチップ
It Q Mあるいはオンチップメモリと称する)を設
けろ場合がある。しかも、各オンリ・ツブROM 2a
、2b等は、それぞれその周辺の処理回路3の構成圧よ
って、例えばワード社が同一であっても、1ワードを構
成するビットK文が4ビツトのROM、8ビットのRO
へ’1.12ビツトのRQM、あるいは16ビツトのI
t Q Mと(・5よ5に、ビット数の異なるものが同
一チップ上に要求されることがある。これらオンチップ
メモリ及び処理回路31.1:どけ、周知の半導体集積
回路技術により1つのチップ上に形成される。
このように、例えばlワードを構成−14ビツト数が互
いVC異なる複数種のオンチップメモリを含む論理LS
I(例えば、いわゆるカスタムL S I )を設計す
る場合、各オンチップメモリはワンチップのROMやR
AMのような汎用性がないので、経費や開発期間等の面
から多くの人手や時間をかけて設計することができない
しかも、論理VLSIにおいては、レイアウト設計にお
けろ人手を減らし、開発期間の短縮化を図るために、C
A D (コンピュータ援用設計)システムを用いて、
ビルディングブロック式に設計を行なえろようにするこ
とが強く望まれている。
この発明の目的は、lワードを構成するビット数が互い
に異なる複数のオンチップメモリを容易に設計すること
のできる半導体記憶装置の構成方法を提供することにあ
る。
この発明の他の目的は、以下の説明及び図面から明確に
なるであろう。
この発明では、オンチップメモリのビット数が異なって
もメモリセルアレイの部分は規則的なパターンの繰り返
しによって構成できることに着目して、このような規則
的なパターンをブロック化するようにした。このように
することにより、回路のレイアウト設計における人手を
大幅に減らすことができ、CADシステムを用いて自動
チップ実装が行なえるようにできる。
以下本発明の実施例を図面を利用し゛r−説明する。
−例として、ワード数が同一(1キロワード)で、読出
しビット数の異なるRQMを構成′□fシ)方法を説明
する。
第2図は、本発明方法を用いて構成された1キロワード
×4ビツトのIt OMを示す。
図において、Bo 、  B+ 、Bt 、Bsけ全く
同一の回路構成にされたメモリセルアレーI M A 
ILを主体とするメモリセルブロックである。各メモリ
セルアレイMARは、1024個(1キロ)のメモリセ
ルが例えば16行×64列のマ) IJックス状状況配
設れてなる。
上記メモリセルブロックB。−[ISけ、上記メモリセ
ルアレイM A Rの他、各行におい°τ−メモリセル
カ共通に接続されている16本のデータ線を駆動するた
めのYデコーダY −1) E <:ど、データ線から
読み出された信号(データ)を検出して増幅するセンス
アンプSAとをそれぞれ含んで(・る。
Aは上記メモリセルアレイMAI?の名列のメモリに共
通に接続されている64本のワード線を駆動するための
Xデコーダx −D E Cを主たる回路とするワード
線駆動ブロック(以下X−DECブロックと称する)で
ある。このX −D E CブロックAは、Xデコーダ
X −D F、 CとともにXアドレスバッファX −
A I) 13を含んでおり、このXアドレスバッファ
X −A 1) Bにはこの場合6本のアドレス線が接
続されている。
上記メモリセルブロックB。−B3は、特に制限されな
いが、それぞれ2組ずつX −D T!JCブロックA
の上下に積み重ねるように配設されている。
そしてその外側つまりメモリセルブロックB、とB、の
上下にそれぞれYアドレスバッファY−AI) Bとメ
モリセルアレイの終端部Eとから7.cるブロックC,
Cが配設されている。各ブロックCにはそれぞれ2本ず
つアドレス線が接続されている。
従って、jJeXアドレスバッファX−At)DJCア
ドレス信号A。−A、が入力されろと、XデコーダX 
−I) E Cによって、各メモリセルブロックII、
〜B3内の64本のワード線のうち1本が選択レベル処
される。、また、ブロック(、’、lのYアドレスバッ
ファY −A l) Itにアドレス(Ff 号A n
〜A、が入力されると、各メモリセルブ「jツク13 
o〜B、内のYデコーダY −1) E Cが同時に即
1作されて、各メモリセルアレイM A R内のデータ
線のうち1本が選択されろ。その結果、各メモリーヒル
ブロックBn−B、のセンスアンプS Aからぞれぞれ
Iビットのデータが出力され、全体とじて4ビツトのデ
ータが並列に読み出されろ。
第3図は、同様にして、この発明方法fi″、1、り構
成された1キロワード×16ビリトの記憶装置(ROM
)を示す。
この実施例では、X −D E Cブロックへの」ユニ
にそれぞれ第2図におけろメモリセルフ1フツク[1゜
〜B3と全く同一構成のブロックL)が81組ずつ積み
木細工式に積み重ねられている。
この場合にも、X−DI2CI2Cプロツクびブロック
Cは第2図のものと全く同じ構成で」、い。
つまり、メモリセルブロックBはそれぞれ16行×64
列のマトリックス状のメモリセルアレイを有しており、
隣接したメモリセルブロック間では、64本のワード線
およびYアドレスバッファとYデコーダ間を結ぶ配線が
互いに接続されている。
そのため、アドレス信号A。−A、がX −D E C
ブロックAK、またアドレス信号へ〇〜へ〇がブロック
C,CのYアドレスバッファに、それぞれ入力されると
、各メモリセルブロックB内の同一のワード線およびデ
ータ線が同時に駆動される。
その結果、各メモリセルブロックB内から、アトv ス
(N 号A。−Agに対応される1ビツトのデータDが
読み出される。
従って、第2図の回路(ItOM)では4ビツトのデー
タが並列に読み出されるようにされていたが、第3図の
回路(IIOM)においては16ビツトのデータが並列
に読み出されるようになる。
ここで、ブロックBに着目してみると、図面からもわか
るように、このブロックBの下側にはブロックAが接合
される場合と他のブロックBが接合される場合がある。
また、ブロックBの上側にはブロックCが接合される場
合と他のブロックB従って、本発明を適用する場合には
、ブロックBの下側の部分を、ブロックAにもブロック
13の上側の部分にも接続できるように、予め設計して
お(必要がある。、また、同様にブロックBの上側の部
分は、ブロックBの下側の部分にも、ブロックCにも接
続できるように設計し又お(必要がある。
そのため、本発明を適用した場合に11、個別設計によ
り、1キロ゛ワード×4ビツトや1ギロワード×16ビ
ツトのデータを記憶するIt OMを構成した場合に比
べて、多少レイアウトに無m1が生じて各ブロック間(
A−8間、B−8問およびC−8間)の整合性が悪(な
って、実装密度が低下することが考えられる。しかし、
本発明方法によれ2ば、その欠点を補ってあまりある設
泪土の省力化という利点がある。
すなわち、本発明を適用すれば、名機能ブロックA、 
 B、  Cをそれぞれ別個に一つだり股削l−ておく
だけで、これらを適当な数だIt)組み自せることによ
り、ビット数の異なる棟数個のメモリを短時間に設計し
てしまうことができる。しかも、各ブロック間の整合性
等を試験、シュミレーションによって確認しておけば、
これらの組合せの数を変えてビット数の異なるメモリを
構成した場合に、改めてそのメモリについ′C各ブロッ
ク間の整合性等について、試験、シュミレーションを行
なう必要がなくなる。
これによって、ビット数の異なるオンチップROMを複
数個必要とするような論理LSIを開発する場合に、本
発明を適用することにより開発期間が大幅に短縮される
という効果がある。
特に論理VLS Iの開発設計においては、各機能ブロ
ックA、  B、  (:’を一つずつ設計してこれら
のブロックをCADシステムのデータベースに入れて、
チップ上における各ブロックの相対的な位置関係を示し
てやることにより、CA Dシステムを用いて任意のビ
ット数のオンチップROMをコンピュータにより自動的
に設計することができる。
これによって、VLS Iのレイアウト設計が簡略化さ
れるとともに、CA Dシステノ、を用いたマスクパタ
ーンの形成も容易に行なえる。l−かも、−変者ブロッ
クを股引してやれば、メンチップメモリを有する他の論
理LSIを新たに開発確る場合にもこれを利用すること
ができ、その結果1、Slの開発期間およびこれに要す
る人手が大幅に縮減される。
なお、ピ・ト数が大きなメモリはビット数の小−さなも
のに比べて性能が劣化するおそれがキ)るが、各機能ブ
ロックを設計する際に、最大構成のメモリ(実施例では
16ビツト)を想定1.て股削しておけば、それ以下の
規模のメモリを構成し!、−場合にも、所望の性能以下
になるおそれけy6い。例えば、ワード線を駆動するX
−1) E Cニブロックについて述べると、ワード線
を駆動する忙そJlの駆動能力を最大規模のメモリに合
わせて設唱t、 −c :t、tけば、それ以下のどの
ような規模のメモリニ刻しても、所定時間内にワード線
をメモリセルのJ■択レベルに上昇させることができる
。従って、この発明を実施してもメモリの性能が低下−
することにない。
前記実施例では、読出しデータ1ビツトごとにメモリセ
ルアレイMAILを主体とする回路を1ブロツク化した
ものを説明したが、論理LSIではデータのビット数は
一般に偶数をとることが多いので、2ビツト分のメモリ
セルアレイM A RとそのYデコーダY −IJ E
 CおよびセンスアンプSAを2つずつ含む回路を1フ
ロツク化するようにしてもよい。その場合には、第2図
および第3図と同一のビット数のメモリを構成するのに
必要なメモリセルブロックBの数は、それぞれ第2図、
第3図の半分になる。
また、前記実施例では、X −D FJCブロックAの
両側(上下)にメモリセルブロックBを同数ずつ配置す
る構成が示されているが、X −D E CブロックA
の一方の側にのみメモリセルブロックBを積み木細工式
に積み重ねて行くようにさせることも可能である。ただ
し、前記実施例のように、ブロックAの両側にブロック
Bを配置した方が、各ワード線の長さが短くなってワー
ド線の寄生容重が少なくなり、X −1) ECブロッ
クのワード線に対する駆動能力が小さくてよいといり利
点がある。また、X −D E (ニブロックVC,対
して遠端部のワード線の電位がメモリセルの非選択し/
ベルから選択レベルへ上昇する寸での時間が短かくなり
、高速化が図れるという利点もある。
一般に、半導体メモリにおいては、ワード線の長さが大
きくなると、ワード線の途中にバッファを入れることが
周知であるが、本発明においてもメモリセルブロック1
1の数が多くなった場合、このようなバッファ列を別個
のブロックとして構成しておいて、適当なメモリセルブ
ロック11とISどの間に入れたり、あるいは予めブロ
ックB内にバッファ列を含ませたりしてもよい。
ただし、メモリセルブロク40間でのワード線同士の接
続部を、アルばニウム層で導1’l fl+ポリシリコ
ンのワード線をサンドイッチ状に挾んで補強することに
より、バッファを設ける必要がないようにさせることも
可能である。
更に、前記実施例では、XデコーダX −IJ E C
とXアドレスバッファX−ADHとを一つのブロックと
し、メモリセルアレイM CAとYデコーダY −D 
E C”およびセンスアンプSAを一つのブロックとし
、またメモリセルアレイ終端部とYアドレスバッファY
 −A I) 13を一つのブロックとしたものを説明
lまたが、ブロックの分は方2回路の並べ方はこれに限
定されるものではない。例えば、XアドレスバッファX
 −A D HトYアドレスバッファY −A I) 
Hな一つのフロックとしたり、あるいは前記ブロックA
、  B、  Cを史に複数個のブロックに分けて設計
し、それらを組み合せてメモリ全体を構成するようなこ
ともvr3能である。
また、メモリセルアレイを前記実施例のように横方向に
分割するのではなく、縦方向に分割してブロック化し、
これを適当な数だけ糾み合せることによって、ワード数
の異なるメモリをビルディングブロック式圧構成するこ
ともできる。
ただし、この場合にはXデコーダのアドレスビット数が
変わるので、例えば最大構成のXデコーダを設計してお
いて、それよりも小さフエメモリを構成するときにはい
ずれかに適当なアドレスバッファの入力を固定する等の
方法を採る+g−要がある〇更に本発明は、ROMのみ
でなく、It A MあるいはPLA(プログラマブル
・ロジック・アレイ)やFIFQ(First In 
First Out )メモリ等にも適用できるもので
ある。
以上説明したように本発明によれば、数個の機能ブロッ
クを設営1するだけで、こね、らな適当な数だけ組み合
せることにより、ワード数七)る(・はビット数の異な
る複数種のメモリを容Aに構成することできる。これに
よって、論理1.Slにおけイ)オンチップメモリの開
発設計に要する人手と時間を大幅に減少させろことがで
きろとともに、CAI)システムを用いて自動チップ実
装が行1.「えろようになるため、論理VLSIの開発
期間を知縮させることができるとい5効果がカ・る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法が適用される論理I・81の概略構
成図、 第2図は本発明方法により構成された4ビットItOM
の構成例を示すブロック図、 第3図は同じく本発明方法により構成された16ピツ)
ItOMの構成例を示すブロック図である。 1・・・半導体チップ、2a、2b・・・オンチップメ
モリ、A、  B、  C・・・機能ブロック、M A
 R・・・メモリセルアレイ、X −D E C・・・
Xデコーダ、X−ADI(・・・Xアドレスバッファ、
Y・・・D E C・・・Yデコーダ、Y−ADH・・
・Yアドレスバッファ、SA・・・センスアンプ。 代理人 弁理士  薄 1)利 幸 第  1  図 J       I ゛ 第  2  図 第  3  図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 論理LSIが形成される半導体チップ上の一部に半導体
    記憶装置を構成する方法において、上記半導体記憶装置
    を、少なくとも、X系のデコーダを含むブロックと、メ
    モリセルアレイを含むブロックと、Y系のアドレスバッ
    ファを含むブロックとに分割して、これらの各ブロック
    を適当な数だけ組み合せることにより所望の大きさを有
    するメモリを構成するようにしたことを特徴とする半導
    体記憶装置の構成方法。
JP57131961A 1982-07-30 1982-07-30 半導体記憶装置の構成方法 Pending JPS5924491A (ja)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5919367A (ja) * 1982-07-26 1984-01-31 Toshiba Corp メモリ付ゲ−トアレイ

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5919367A (ja) * 1982-07-26 1984-01-31 Toshiba Corp メモリ付ゲ−トアレイ

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