JPS62262294A - メモリ・システム - Google Patents

メモリ・システム

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JPS62262294A
JPS62262294A JP62077658A JP7765887A JPS62262294A JP S62262294 A JPS62262294 A JP S62262294A JP 62077658 A JP62077658 A JP 62077658A JP 7765887 A JP7765887 A JP 7765887A JP S62262294 A JPS62262294 A JP S62262294A
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JP62077658A
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ケネス・スチユワート・グレイ
ブラツドレイ・ドナルド・ハーマン
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International Business Machines Corp
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    • G11C29/78—Masking faults in memories by using spares or by reconfiguring using programmable devices
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    • G11C29/86—Masking faults in memories by using spares or by reconfiguring in serial access memories, e.g. shift registers, CCDs, bubble memories

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  • For Increasing The Reliability Of Semiconductor Memories (AREA)
  • Techniques For Improving Reliability Of Storages (AREA)
  • Dram (AREA)
  • Static Random-Access Memory (AREA)

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】 A、産業上の利用分野 本発明は、行および列アドレスによシ記憶されたデータ
が、列の物理的順次転送によシ2つのボートの一方を介
してシリアルにRAMから読み取られ、またはRAMに
書き込まれるようになっている、2ポ一ト式ランダム・
アクセス・メモリ(RAM)に関するものである。
B、従来技術 ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ(DRAM
)等のランダム・アクセス・メモリからデータを供給し
て、CRT画像が消えるまでに一定の減衰時間がかかる
CRT画像を表示装置上に形成するため、第2の入出力
ポートを有するランダム・アクセス・メモリが、ピット
・マツプ式うスタ表示装置で使用されてきた。このよう
な応用例では、表示装置をリフレッシュしつづけるため
、連続的なデータ・ストリームをメモリから読み取らな
ければならない。
第2の入出力ボートを介してデータをDRAMに書き込
むことも一般的である。以下に詳細に説明するように、
このようなランダム・アクセス・メモリは通常、1行全
体のデータを第2の入出力ボートからRAMに、また1
行全体のデータをRAMから第2の入出力ボートに転送
することができる、少なくとも1つの内部行バッファ・
レジスタを備えている。
DRAMは、記憶すべき2進数ビツトを表わすため、各
行と列の交点にあるコンデンサに静電荷を蓄える。各コ
ンデンサ素子にアクセスし、2進数1またはOを表わす
ためKそのコンデンサ素子に適当な電荷を印加するため
、書込回路および読取回路が設けられている。コンデン
サ素子は、メモリに供給された複数の行アドレス・ピッ
トおよび複数の列アドレス・ピットによってアドレスさ
れる。DRAMは、コンデンサ上に適正な静電荷を維持
するため、リフレッシュ動作を必要とする。
DRAM用のクロックおよびアドレスの構造は、外部か
ら印加された信号に応答して、通常は2ないし4ミリ秒
ごとに列の周期的リフレッシュをもたらす。DRAMに
印加される外部信号には、行アドレス信号RASと、列
アドレス信号CASが含まれる。ランダム・アクセス・
メモリは、これらの外部から印加された信号に応答して
、再充電機能と、付加的に供給されたアドレス信号に応
答して各メモリ・セルにアドレスするだめのタイミング
信号をもたらす。第1の入出力ボート(■10)は、や
はシ外部から印加されるWRITEコマンドとREAD
コマンドに応答して、それぞれデータを受は取り、送シ
出す。
DRAMをピット・マツプ式うスク表示装置中で表示ラ
ンダム・アクセス・メモリとして使用するとき、CRT
’画像をリフレッシュするだめの表示リフレッシュ機能
は、入出力ボートを奪ってメ −モリ・データの更新を
妨げ、その間、新しいデータカI己憶できない。従って
、メモリに書き込まれる情報の更新と表示装置のリフレ
ッシュのためのデータの読取シの間でメモリが時分割さ
れるという制御条件のため、ピット・マツプ式うスク手
法を用いた実時間表示の更新は困難である。
全てのトラフィックが1つの入出力ボートを通ってメモ
IJ K送られるためにメモリ使用に課せられたこの制
限は、2ボ一ト式ランダム・アクセス・メモリの出現に
よってなくなった。このようなメモリは、本願と同じ譲
受人に譲渡された、1985年9月10日付けのディル
(Dill)等の米国特許第4541075号に記載さ
れている。
第2図は、上記のディル等の特許に記載されているよう
な通常の2ポ一ト式ランダム・アクセス・メモリを示す
。このランダム・アクセス・メモリは、マトリクス11
を形成するDRAMセルとの間で1行のデータの授受を
行なうことができる、内部行バッファ・レジスタ25を
備えている。この行バッファ・レジスタは、複数行のデ
ータを並列に転送するため、RAMの双方向センス・ア
ンプ17からの列ピット線の延長部分に接続される。
シリアル・モードが選択されたとき、適当な外部パルス
信号を受けて、行バッファ・レジスタの内容またはデー
タをシリアルに受は取シ、それをバッファ・レジスタ2
5を介してDRAMセルに書き込むため、RAMチップ
上に第2の入出力ボート24が設けられている。ある行
がアドレスされ、READ動作が望まれるとき、行ワー
ドを行バッファ・レジスタ25に転送するため、REA
D転送パルスがRAMの外部のソースから端子26に印
加される。次の信号が行バッファ・シフト・レジスタに
印加されると、レジスタの内容が列の物理的順序によっ
て決まる順序で第2の入出力ボート24にクロック・イ
ンされる。
第2図に示すメモリをピット・マツプ式表示装置に使用
すると、行バッファ・レジスタ25中にデータがブロッ
ク転送されるので好都合と思われる。次に、第2の入出
力ボート24を使って、CRT表示装置のリフレッシュ
を維持するために必要なリフレッシュ情報を供給する。
従って、第1の出力ポート23を使って、新しい画素デ
ータでメモリを更新し、第1の入出力ボートを表示装置
のためのリフレッシュ情報で拘束することによる遅延を
生じないように、後でそれを表示できるようにすること
ができる。さらに、行バッファから表示装置をリフレッ
シュしながら、主メモリ内の表示メモリの内容を更新し
ても、画像に対する妨害の問題は生じない。
もちろん、2ボ一ト式ランダム・アクセス・メモリはプ
リンタ・ディスク、通信周辺装置など他の種類の出力装
置を駆動するためにも使用できる。
さらに、上記のディル等の特許で考察されているように
、2ポ一ト式ランダム・アクセス・メモリを使うと、第
2の入出力ポートを介してデータを読み出すことが可能
なだけでなく、第2のポートを介してデータをメモリ・
セルに書き込むことも可能になる。
第2図に示すように、従来の2ボ一ト式RAMは、マト
リクス・アレイ11のビット線の延長部分を行バッファ
25の各段に接続する。すなわち、各ビット線は物理的
に延長され、行バッファの単一シフト・レジスタ段に達
する。このため、第1のポートのアドレス指定と第2の
ポートのシフト位置の間に一定の関係ができる。この構
成では、列の物理的順次アクセスによシ第2の入出力ボ
ートを介してシリアルにデータが読み取られ、または書
き込まれるようになっている、2ポ一ト式RAMで列冗
長RAMを使用することが妨げられる。
C0発明が解決しようとする問題点 列冗長性は、障害許容RAMを製;造し、それによって
RAMチップの歩留まシを向上きせるための通常の手法
である。製造中に、RAMチップの内部アドレス指定を
変更するととKより、欠陥ビット線およびそれに関連す
るメモリ・セルは、選択不能になる。チップの内部アド
レス指定を変更するだめの手法は、様々のものが知られ
ている。
アドレス変更は、例えば、ポリシリコン・ヒユーズ構造
によって実現することができる。変更されたアドレス指
定は、元の欠陥ビット線が外部からアドレスされたとき
常に、予備列または冗長列とそれに関連するビット線を
指示する。列冗長性を用いると、列の物理的順次アクセ
スに対応して、第2の出力ポートから得られるシリアル
・データの順序が変更される。本発明は、2ボ一ト式R
AMにおける列冗長ランダム・アクセス・メモリの使用
に対するこの制限を克服するものである。
D1問題点を解決するための手段 本発明の目的は、それぞれマトリクス・アレイのある物
理列に対して所定の関係を有する所定の論理列アドレス
にデータ・ビットを記憶するだめの、マトリクス・アレ
イおよび冗長列を備えた2ボ一ト式ランダム・アクセス
・メモリを提供し、冗長列にデータ・ビットが記憶され
ているか否かにかかわらず、シリアル読取りまたは書込
み動作中、その所定の論理列アドレスにもとづく順序で
データを維持するための手段を提供することKある。
上記の目的およびその他の目的は、好ましい実施例につ
いての以下の詳細な説明から明らかになるように、冗長
列にデータ・ビットを記憶することを合図する所定の列
アドレス信号に応答して、冗長列からアクセスされたデ
ータを、データの論理列アドレスに対応する順次列位置
で第2の入出力ボートに出力させ、かつ論理列アドレス
にもとづく順次列位置で第2の入出力ボートに与えられ
たデータを、列冗長性が引き起こされたとき冗長列に書
き込ませる制御論理を設けることにより、列冗長性機能
を備えたランダム・アクセス・メモリにおいて達成され
る。
E、実施例 第1図のランダム・アクセス・メモリは、第2図の従来
のランダム・アクセス・メモリに対応するもので、第2
のポート24を介したデータのシリアル転送中、行バッ
ファ25を介して、転送されるデータの必要な論理列ア
ドレスを維持しながら、冗長列の使用が可能になるよう
に、本発明の手法に従って変更されている。
さらに詳細には、ランダム・アクセス・メモリの従来の
部分はメモリ・セルのマトリクス11を含んでいる。第
1図および第2図のメモリには、256×256マトリ
クス・アレイが示されている。クロック・ジェネレータ
兼タイミング・ジェネレータ16は、マトリクス11を
デコードするための内部クロック信号を供給し、また、
入力ラッチ20および出力ラッチ21を介してラッチ情
報を入出力ボート23に、または入出力ポート23から
供給する。各列ビット線に1つずつ接続された複数の双
方向センス・アンプ17は、出力信号をその当該のピッ
ト線に供給する。センス・アンプからの出力信号は、ア
ドレスされた行に記憶されたデータを表わす。行デコー
ダ12は、線AOないしA7上の行アドレス・データを
受は取シ、行アドレス信号RASに応答して適当なデコ
ード信号をマ) IJクス11に印加するため用いられ
る。
列デコーダ13は、線BOないしR7上の列アドレスを
受は取シ、当該のセンス・アンプ17に接続されたゲー
ト19を使用可能にして、各センス・アンプを使用可能
にして、アドレスされた列の1つのビットをデコードで
きるようにする。
行バッファ・シフト・レジスタ25は、各センス・アン
プ17からデータを受は取シ、かつデータをセンス・ア
ンプに転送するため、センス嗜アンプ17からのピット
線の延長部分25aに接続された並列入力を有する。3
個のセンス・アンプのみがマ) IJクス11に接続さ
れている所を示しであるが、256×256マトリクス
では、もちろん、256個のセンス・アンプと256段
の行バッファ・シリアル・レジスタがある。行バッファ
25から読み取るため、READ/TRANSFER信
号が端子26を介して行バッファに印加され、クロック
信号が端子27を介して行バッファに印加される。マト
リクス11の1行からのデータが行バッファ25にある
とき、端子26にREAD/TRANSFER信号が印
加され、端子27にクロック信号が印加これると、行バ
ッファの内容が頭次第2のポート24に頴次転送される
。
第1図のランダム・アクセス・メモリは、次の点で第2
図のメモリとは異なる。冗長データ記憶マトリクス31
が設けられている。このマトリクス31は、2列を有す
るものとして示されているが、もちろん、任意の数の列
を有することができる。冗長データ記憶マトリクス31
の各列は、双方向センス・アンプ17に接続され、セン
ス・アンプは、マトリクス・アレイ11の各列にあるセ
ンス・アンプが当該のゲート19に接続されるような形
で、ゲート19に接続されている。内部アドレス指定変
更回路30は、所定の論理列アドレスに対応するマトリ
クス11内の物理列に欠陥があるとき、データを冗長列
RO%R1に記憶することができるように、論理列アド
レスに対応する物理列アドレスを変更するようにプログ
ラミングすることができる。簡単な実現形態の内部アド
レス指定変更回路30では、ヒユーズ33が選択的に切
断され、列アドレス信号の適正な仔路指定をもたらす。
ORゲート34を使って、内部アドレス指定変更回路3
0かもの出力を組み合わせて2つの出力グループにし、
各グループを列RO4たはR1の一方に接続することが
できる。内部アドレス指定変更回路30の冗長線出力を
冗長列に接続するための、その他の既知の配線構造を使
用することもできる。明らかなように、第1図の構成は
、アレイ11内の2つの欠陥列を、2つの冗長列で置き
換えることができる。前述のように、もつと多くの冗長
列を使用することもできる。
列冗長性を備えた従来のランダム・アクセス・メモリで
は、製造工程中に一度列冗長性が選択されると、内部ア
ドレス指定変更回路30がビット冗長性使用可能(BR
E)信号を出すように設定される。この機能は、第1図
では、スイッチ35を介して線37に接続されている電
源Vによって示される。列冗長性が選択されると、スイ
ッチ35は製造時に閉じられて、線37を電源Vに接続
する。従って、ランダム・アクセス・メモリに電力が供
給されるとき、BRE信号が常に存在する。
BRE信号は、第6図および第4図に関連して下段で詳
しく考察する目的のために、制御装置32に入力される
。
制御論理32は、行バッファ25から第2の入出力ポー
ト24への読出し、またはボート24から行バッファへ
の書込みの間、冗長列ビットをその適切な論理列アドレ
ス位置に挿入する働きをする。本発明の以下の詳細な説
明では、行バッファ25から第2の入出力ボート24へ
のデータの読出しを対象とするが、制御論理32は、列
冗長性が選択された時ポート24で論理的な列アドレス
の順序で受は取ったデータを、指定された物理列アドレ
スにもとづき配列する働きもすることは、当業者にとっ
て自明のはずである。
読出し中の制御論理32の動作に戻ると、制御論理32
は、データ・ビットが冗長列に記憶されているときでも
、第2のボート24から読み取られるデータ・ビットの
順序が、マトリクス・アレイ11のどの列にも欠陥がな
く、全てのビットがアレイ11に記憶されている場合と
同じになることを保証する。制御論理の2つの好ましい
実施例を示す第3図および第4図を参照することによシ
、列冗長性制御論理32の動作が、一層よく理解するこ
とかできる。ただし、本願の発明は、第3図および第4
図に示す好ましい実施例だけに限定されないことを理解
するべきである。
第3図は、行バッファ25の一部分、特にそのバッファ
の4つのシフト・レジスタ段と、制御論理32を示す。
制御論理は、2つの冗長列ROおよびR1と関連するセ
ンス・アンプ17から通じるビット線の延長部分に接続
された、保持ランチ40.42を含んでいる。保持ラッ
チ40,42は、ゲート装置46.48および50から
成るマルチプレクサ44に接続されている。ゲート46
.48および50は、比較機構52の出力により使用可
能になる。比較機構は、制御論理の端子54に印加され
るビット冗長性使用可能BRE信号により使用可能にな
る。比較機構52への一つの入力は、2進カウンタ56
からのものであシ、2進カウンタ56は端子27のクロ
ック信号に応答し、バッファ25のシリアル読取り中に
アドレスされた列を識別する。比較機構52へのもう一
つの入力は、マトリクス・アレイ11内の欠陥ピント線
を識別する、ヒユーズ・コード論理回路58からのもの
である。
この構成により、バッファ・シフト・レジスタ25の出
力および各保持ラッチ40.42の出力は、マルチプレ
クサ44によシ、時分割方式で第2の入出力ポート24
に集められる。マルチプレクサ44は、そのゲート46
.48および50がオン状態であるかそれともオフ状態
であるかに応じて、1つの出力のみをボート24にゲー
ト制御する。比較機構がゲート46.48および50を
制御する。比較機構は、2進カウンタ56およびヒユー
ズ論理58の出力を連続的にモニタする。
ヒユーズ論理58は、どの列とその当該のピット線が欠
陥品として置換されたかを反映する、コード2発生する
。欠陥ビット線は、ビット冗長性が引き起こされた後で
も、シフト・レジスタ25に取シ付けられたままである
ので、ヒユーズ・コード論理58内のヒユーズ・コード
を検査することにより、シフト・レジスタ25内のどの
位置が無−意味なデータを受は取ったかが明らかになる
。
2進カウンタ56は、READ/TRANSFER信号
を受は取ったとき、リセットできる。従って、行バッフ
ァ25にその内容を読み田七せるためのREAD/TR
ANSFER信号が現われると、2進カウンタはリセッ
トされ、行バッファを読み取るために使用されるクロッ
ク信号に応答して、2進カウンタは、シフト・レジスタ
位置を追跡するためカウントし始める。カラ/り56中
の最大カウントは、シフト・レジスタのサイズに等しく
なければならない。2進カウンタのカウントとヒユーズ
・コード論理58内のヒユーズ・コードが一致しない限
シ、比較機構は、シフト・レジスタの出力を第2の入出
力ポートに結合するようにマルチプレクサ44に指示す
る。ビット冗長性が引き起こされなかった場合、2進カ
ウンタとヒユーズ・コード論理58内のヒユーズ・コー
ドは決して一致せず、第2の入出力ポートは、常にシフ
ト・レジスタ25の出力に接続される。
しかし、ビット冗長性が引き起こされた場合、冗長保持
ラッチ40,42は必要とされるデータを記憶する。カ
ウンタ56に記憶されているカウントと、比較機構に影
響を及ぼすヒユーズ・コードとの間には、少なくとも1
つの関係がある。不良データがシフト・レジスタ25の
出力に到達する直前に、2進カウンタ56のカウントと
ヒユーズ論理58内のヒユーズ・コードが一致する。比
較機構はこの一致を解釈して、第2のポート24を当該
のビット保持ラッチ40または42に切換えるようにマ
ルチプレクサに合図する。
この第2のポートを冗長ビット・ラッチに接続する構成
は、次のシリアル・データ・ビットがシフト・レジスタ
25の出力に現われるまで維持さレロ。シフト・レジス
タは、シフト動作を完了することにより、それ自体から
無意味なデータを除去し、次のシリアル・ビットを出力
する。2進カウンタは増分するので、ヒユーズ・コード
と2進カウンタのカウントはもはや一致しない。比較機
構はこの新しい関係を検知し、シフト・レジスタの出力
を第2ボート24に接続するようにマルチプレクサに合
図する。
制御論理32の別の実施例を第4図に示す。この実施例
では、行バッファ・シフト・レジスタは、その3つの段
のみを示しであるが、シフト・レジスタ段の間にゲート
装置を入れるように変更されている。この変更されたシ
フト・レジスタは、第4図では、参照番号25′がつけ
である。段2と段1の間の股間ゲート装置を、ゲートT
1として示しである。ゲートT2は、段1と段0の間に
あシ、ゲー)T3は段Oとポート24の間にある。行バ
ッファ・シフト・レジスタの各段の間にゲート装置があ
る上に、各段にはその入力にもう1つのゲート装置が接
続され、またその出力に1つのゲートが接続されておシ
、これらのゲート装置は、デコーダ回路60に直接接続
される。レジスタ25′の隣接する各段を相互接続する
ゲート装置は、NOR回路62を介してデコーダ60に
接続されている。
さらに詳細には、第4図は、行バッファ・シフト・レジ
スタ25′の256段のうちの3段と、冗長列に接続さ
れかつ共通バスおよびゲート回路を介シてバッファ・レ
ジスタに接続されている保持ラッチ40′を備えた、論
理制御回路を示す。デコーダ60とそれに関連するゲー
ト回路は、協働して、マトリクス11の欠陥列に接続さ
れたシフト・レジスタ段をうまく除去し、その場所に保
持ランチ40を挿入し、それによってバッファ・レジス
タ25′から順次読取らねるビット・ストリームの論理
列アドレスを維持する。
デコーダ60は、ヒユーズ・コード論理回路58と、ビ
ット冗長使用可能BRE信号を受は取る端子54′に接
続されている。データ・ビットが冗長列に記憶されてい
るとき、ビット冗長使用可能信号が端子54′に印加さ
れると、デコーダの出力がヒユーズ・コードに従って欠
陥列を識別する。
デコーダ出力■、■、■は、NORゲート62およびゲ
ートT4−T9に接続された対応する端子■、■、■に
接続されている。段1が欠陥列に接続されている場合、
デコーダ60からの端子■がハイになシ、ゲー1−TI
およびT2を使用禁止にする一方、ゲー)T5およびT
8を使用可能とし、このだめ、使用禁止にされたシフト
・レジスタ段1の位置に保持ラッチ40′がうまく入る
。同様に、段0が欠陥列に接続され、冗長性が引き起こ
された場合は、デコーダ60の端子■がハイになシ、ゲ
ートT2およびT3を使用禁止にする一方、ゲ−)T7
およびT9を使用可能にする。このとき、データが段1
の出力から、ゲー)T7および保持ラッチ40′を介し
、さらにゲートT9を介して第2のポート24にシフト
される。もちろん、デコーダ60は、第4図に示してい
ないシフト・レジスタ25′のその他の段に接続された
その他のゲー−トに接続される、別の出力をもつと備え
ている。
従って、本発明の制御論理により、列の物理的順次アク
セス指定によるシリアル読取シを特徴とする、2ポ一ト
式RAMで冗長性を使用することができる。制御論理の
一実施例では、冗長性制御論理は、時分割多重化を用い
て冗長列レジスタを第2の入出力ポートに結合する。置
き換えられるデータが現われたとき、冗長データをシフ
ト・レジスタのビット・ストリーム内に切シ換えること
により、表示RAM内での有効な列冗長性にとって必要
な論理的/物理的関係が保持される。本発明の冗長性制
御論理のもう1つの実施例では、冗長シフト・レジスタ
段を、共通バスを介して選択された任意のシフト・レジ
スタ段に結合する働きをし、正常なシフト・レジスタ段
が欠陥列に結合され、かつ列冗長性が使用されていると
き、正常なシフト・レジスタ段を置き換えるために使用
される論理と一緒に、冗長シフト・レジスタ段が設けら
れる。この構成は、時分割多重化を用いずに、表示RA
 M内に列冗長性を加えるために必要な論理的/物理的
関係を維持する。
F1発明の効果 本発明を用いれば、2ポ一ト式RAMにおいて、冗長列
を用いる事ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、冗長列にデータが記憶されているか否かにか
かわらずシリアル読取りまたは書込み中データの論理列
アドレスを維持するため、本発明の教示に従って冗長列
および制御論理によって変更された、第1図に示す2ボ
一ト式ランダム・アクセス・メモリの概略構成図、 第2図は内部行バッファを備えた従来の2ポ一ト式ラン
ダム・アクセス・メモリの概略構成図、第3図は本発明
の制御論理の一実施例の概略構成図、 第4−は本発明の制御論理のもう1つの実施例の概略構
成図である。 11・・・・マトリクス、12・・・・行デコーダ、1
3・・・・列デコーダ、17・・・・センス・アンプ、
19・・・・ゲート、23・・・・第1の入出力ポート
、24・・・・第2の入出力ボート、25・・・行バッ
ファ・レジスタ、30・・・・内部アドレス変更回路、
31・・・・冗長データ記憶マトリクス、32・・・・
制御論理。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 列及び行を有するデータ記憶マトリックス、及び列アド
    レス信号に応答してデータ・ビットを上記データ記憶マ
    トリックス内の所定の論理列に記憶させる書込手段、及
    び上記データ記憶マトリックスの複数の列とメモリ入出
    力手段との間で、上記データ記憶マトリックスに対して
    は並列に且つ上記メモリ入出力手段に対しては直列にデ
    ータ・ビットを転送する転送手段とを有するメモリ・シ
    ステムにおいて、 少なくとも1列の冗長データ記憶マトリックスと、 少なくとも1つの列アドレス信号に応答して上記冗長デ
    ータ記憶マトリックスの列にデータ・ビットを記憶する
    列冗長手段と、 上記列冗長手段及び転送手段に応答して、冗長列からア
    クセスされたデータを上記メモリ入出力手段へ、順次的
    な列アドレス位置において与える制御手段とを設けた事
    を特徴とするメモリ・システム。
JP62077658A 1986-05-02 1987-04-01 メモリ・システム Pending JPS62262294A (ja)

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