JP2009048753A - Semiconductor memory device and data storage method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明にかかる半導体記憶装置及びデータの格納方法は、特に格子状に記憶セルが配列されたセルアレイを有する半導体記憶装置及び半導体記憶装置に対するデータの格納方法に関する。 The semiconductor memory device and the data storage method according to the present invention particularly relate to a semiconductor memory device having a cell array in which memory cells are arranged in a lattice shape, and a data storage method for the semiconductor memory device.
近年、情報処理の高度化に伴いデータ処理速度の高速化が求められている。情報処理では、行列計算や画像処理等のように多次元の空間を有するデータを扱う場合がある。例えば、画像処理においては、表示装置の高精細化が進み、より高速により多くの画素を表示することが求められる。そこで、格子状に配列された記憶セルを有する記憶装置を用い、記憶装置上に多次元空間を再現し、データの空間上でのアドレスと記憶装置上でのアドレスを対応付けることで、データ処理の高速化を実現することが提案されている。このようなデータ処理の方法の例が特許文献1〜4に開示されている。
In recent years, with the advancement of information processing, it has been required to increase the data processing speed. In information processing, data having a multidimensional space, such as matrix calculation or image processing, may be handled. For example, in image processing, display devices are becoming higher definition, and it is required to display more pixels at a higher speed. Therefore, by using a storage device having storage cells arranged in a lattice pattern, reproducing a multidimensional space on the storage device, and associating an address on the data space with an address on the storage device, data processing It has been proposed to increase the speed. Examples of such data processing methods are disclosed in
特許文献1に示される半導体記憶装置のブロック図を図41に示す。この例では、二次元配列された記憶セルを有する情報記憶部に画像データを記憶する。そして、仮行列番号生成部102と列対応変換部103と行対応変換部104とを用い、記憶セルを指定する行番号及び列番号を入れ替える。これによって、特許文献1では、画像データに対する行列入れ替え処理の高速化を実現する。
A block diagram of the semiconductor memory device disclosed in
特許文献2に示される半導体記憶装置のブロック図を図42に示す。この例では、二次元画像をメモリセルアレイ210に一端書き込んだ後、選択回路M1、M2によってロウアドレスとカラムアドレスとの組み合わせを変更することで画像の回転変換処理又は線対称変換処理を行なう。これによって、特許文献2では、画像の回転変換処理又は線対称変換処理の高速化を実現する。
A block diagram of the semiconductor memory device disclosed in
特許文献3に示される半導体記憶装置のブロック図を図43に示す。この例では、半導体記憶装置は、複数のサブアレイ306−0〜306−7を有し、矩形データの異なる行のデータを異なるサブアレイに記憶する。そして、データの書き込み及び読み出しを並列化して行なうことで、処理の高速化を実現する。
A block diagram of the semiconductor memory device disclosed in
特許文献4に示される半導体記憶装置のブロック図を図44に示す。この例では、画像を構成する画素の論理アドレスをメモリ上のセルの位置を示す物理アドレスに変換するアドレス変換部402を有する。また、アドレス変換部402は、メモリ上に効率よく画素データが配列されるように物理アドレスを生成する。これによって、特許文献4では、メモリの効率的な利用を可能とする。
しかしながら、特許文献1〜4に開示されている技術では、画像データが異なるワード線に接続されるセルに分割して記憶される。記憶装置としてDRAM(Dynamic Random Access Memory)を使用した場合、メモリはいずれのワード線を選択するかによって行方向のセルの選択が行なわれ、いずれのセンスアンプを選択するかによって列方向のセルの選択が行なわれる。そのため、これら従来技術では、画像データの書き込み又は読み出し動作において、複数のワード線を駆動する必要がある。このようなことから、特許文献1〜4に開示されている技術では、駆動するワード線の数に応じて消費電力が増大する問題がある。携帯機器等に搭載される半導体装置では、消費電力の低減が強く求められており、消費電力の増大は大きな問題となる。
However, in the techniques disclosed in
本発明の一態様は、多次元の空間を有するデータを前記データの座標情報に基づき格納する半導体記憶装置であって、前記データを記憶する記憶セルが格子状に配置されたセルアレイと、行方向に配置された前記記憶セルを活性化させる複数のワード線のいずれか一本を選択して駆動するワード線セレクタと、列方向に配置された前記記憶セルに対してデータの書き込み及び読み出しを行なう複数のライトアンプ及びセンスアンプと、前記複数のライトアンプ及びセンスアンプのうちいずれか1つを選択して、選択したライトアンプ及びセンスアンプへの前記データの入出力を行なうアンプセレクタと、前記データの前記座標情報に基づき前記ワード線セレクタに与える一つの行アドレスを生成し、前記データの前記座標情報を一次元化して、前記アンプセレクタに与える列アドレスを生成するアドレス変換回路と、を有する半導体記憶装置である。 One embodiment of the present invention is a semiconductor memory device that stores data having a multidimensional space based on coordinate information of the data, the cell array in which the memory cells that store the data are arranged in a grid, and the row direction A word line selector that selects and drives one of a plurality of word lines that activates the memory cells arranged in the memory, and writes and reads data to and from the memory cells arranged in the column direction A plurality of write amplifiers and sense amplifiers; an amplifier selector that selects one of the plurality of write amplifiers and sense amplifiers and inputs / outputs the data to / from the selected write amplifiers and sense amplifiers; and the data One row address to be given to the word line selector is generated based on the coordinate information, and the coordinate information of the data is made one-dimensional. An address conversion circuit for generating a column address to be given to the amplifier selector, a semiconductor memory device having a.
本発明の別の態様は、データを格納する記憶セルが格子状に配列されたセルアレイを有し、多次元の空間を有するデータを前記データの座標情報に基づいて前記セルアレイに格納する半導体記憶装置におけるデータの格納方法であって、前記データの座標情報のうち一つの座標情報に基づき前記データが格納される行アドレスを決定し、一次元化した前記座標情報に基づいて前記データ格納される列アドレスを決定する半導体記憶装置におけるデータの格納方法である。
Another aspect of the present invention is a semiconductor memory device having a cell array in which memory cells for storing data are arranged in a grid, and storing data having a multidimensional space in the cell array based on the coordinate information of the data A data storage method according to
本発明の半導体記憶装置及びデータの格納方法によれば、多次元空間のデータを一次元化することで、一本のワード線で指定される複数のセルに空間上の全てのデータを格納することができる。これによって、一本のワード線を駆動することで一つの空間のデータに任意にアクセスすることが可能となる。つまり、一つの空間上のデータに対してアクセスをする場合に複数のワード線を駆動する必要がない。従って、本発明の半導体記憶装置及びデータの格納方法によれば、データアクセス時におけるワード線の駆動に必要な消費電力を削減することが可能である。 According to the semiconductor memory device and the data storage method of the present invention, all the data in the space is stored in a plurality of cells designated by one word line by making the data in the multidimensional space one-dimensional. be able to. Thus, it is possible to arbitrarily access data in one space by driving one word line. That is, it is not necessary to drive a plurality of word lines when accessing data in one space. Therefore, according to the semiconductor memory device and the data storage method of the present invention, it is possible to reduce the power consumption necessary for driving the word line during data access.
本発明の半導体記憶装置及びデータの格納方法によれば、データアクセス時の消費電力を削減することが可能である。 According to the semiconductor memory device and the data storage method of the present invention, it is possible to reduce power consumption during data access.
実施の形態1
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。以下では、多次元の空間を有するデータとして、画像情報を扱う例について説明する。また、扱うデータは、空間内における位置を示す座標情報を有する。例えば、二次元空間を有する画像データの場合、各データはそれぞれXアドレス及びYアドレスを有する。図1に実施の形態にかかる半導体記憶装置1のブロック図を示す。図1に示すように、半導体記憶装置1は、クロック生成回路10、コマンドデコーダ11、論理回路12、モードレジスタ13、アドレス制御回路14、アドレス変換回路15、ワード線セレクタ16、セルアレイ17、ライトアンプ/センスアンプ18、アンプセレクタ19、ラッチ回路20、入出力バッファ21を有する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Hereinafter, an example in which image information is handled as data having a multidimensional space will be described. The data to be handled has coordinate information indicating the position in the space. For example, in the case of image data having a two-dimensional space, each data has an X address and a Y address. FIG. 1 is a block diagram of a
クロック生成回路10は、クロック信号CLK、反転クロック信号CLKb及びクロックイネーブル信号CKEに基づき半導体記憶装置1の内部で使用されるクロック信号を生成する。コマンドデコーダ11は、チップセレクト信号CS、RAS(Row Address Strobe)信号、CAS(Column Address Strobe)信号、ライトイネーブル信号WEなどの信号によって指定されるコマンドをデコードする。
The
論理回路12は、コマンドデコーダ11でデコードされたコマンドとモードレジスタによって指定される動作モードに応じて、アドレス制御回路14、ワード線セレクタ16、アンプセレクタ19及びラッチ回路20への制御信号を生成する。モードレジスタ13は、外部から入力されるXアドレス及びYアドレスに基づきバーストモードや通常動作モード等の動作モードを指定する。
The
アドレス制御回路14は、アドレスバッファ、リフレッシュカウンタ及びバーストカウンタを有する。アドレスバッファは、外部から入力されるXアドレス及びYアドレスを一時的に保持する。リフレッシュカウンタは、DRAMにおいて用いられるものであって、DRAMのリフレッシュ周期の設定及びリフレッシュアドレスの生成を行なう。バーストカウンタは、メモリに対するバースト動作においてセルアレイ17上の記憶セルを指定するアドレスを生成する。アドレス制御回路14は、アドレスバッファ、リフレッシュカウンタ及びバーストカウンタで生成されたアドレスをワード線アドレスWL及びビット線アドレスBLとして出力する。ワード線アドレスWLは、セルアレイ17上に格子状に配置された記憶セルの行方向の位置を指定する。ビット線アドレスBLは、セルアレイ17上に格子状に配置された記憶セルの列方向の位置を指定する。また、アドレス制御回路14は、論理回路12が出力する制御信号に基づきアドレスバッファ、リフレッシュカウンタ及びバーストカウンタが出力するアドレスのいずれか一つを選択して出力する。なお、ワード線アドレスWL及びビット線アドレスBLは、複数のビットを用いて一つのアドレスを示す。
The
アドレス変換回路15は、入力されるデータがXアドレス及びYアドレスによって指定される空間を有する場合、データの座標情報に基づきワード線セレクタ16に与える一つのセルアレイ行アドレスCAXの生成、及び、データの前記座標情報を一次元化してアンプセレクタ19に与えるセルアレイ列アドレスCAYの生成とを行なう。本実施の形態では、ワード線アドレス及びビット線アドレスに代えてセルアレイ行アドレスCAX及びセルアレイ列アドレスCAYを用いてセルアレイ17の記憶セルを活性化させる。例えば、アドレス制御回路14がXアドレスに基づきワード線アドレスWLを出力し、Yアドレスに基づきビット線アドレスBLを出力する場合、アドレス変換回路15は、ワード線アドレスWL及びビット線アドレスBLの任意のビットを用いて一つのセルアレイ行アドレスCAXを生成し、セルアレイ行アドレスCAXに用いられなかったワード線アドレスWL及びビット線アドレスBLのビットを組み合わせてセルアレイ列アドレスCAYを生成する。アドレス変換回路15の詳細は後述する。
When the input data has a space designated by the X address and the Y address, the
セルアレイ17は、格子状に配列された複数の記憶セルを有する。本実施の形態では、セルアレイ17は、一つの行方向に配置される記憶セルの個数が画像空間内の全ての画素を十分に記憶できる個数となるように形成される。ワード線セレクタ16は、複数のワード線のうちいずれか一つをセルアレイ行アドレスCAXに基づき選択する。ワード線は、格子状に配置された記憶セルのうち同じ行に配置される複数の記憶セルが接続される。従って、ワード線セレクタ16がいずれか一つのワード線を選択することで、選択されたワード線に接続される記憶セルが活性化される。ライトアンプ/センスアンプ18は、複数のライトアンプとセンスアンプの組を有する。複数のライトアンプとセンスアンプの組は、それぞれビット線対に接続される。ビット線対は、二本のビット線が対になったものであり、このビット線対が一つの列として扱われる。ビット線対には、格子状に配置された記憶セルのうち同じ列に配置される複数の記憶セルが接続される。アンプセレクタ19は、セルアレイ列アドレスCAYに基づき複数のライトアンプとセンスアンプの組のうちいずれか一つを選択する。なお、半導体記憶装置1では、セルアレイ17、ワード線セレクタ16、ライトアンプ/センスアンプ18の組を複数有する。複数のこれらの組を、それぞれバンクと称す。図1においてはBANK0〜3が示される。以下では特に記載がない限りBANK0に対する動作についての説明とする。
The
ラッチ回路20は、複数のラッチ回路を有する。ラッチ回路20は、外部から入力されるデータをクロック生成回路10が出力するクロック信号に同期して取り込み、アンプセレクタ19が選択したライトアンプにそのデータを出力する。また。ラッチ回路20は、アンプセレクタ19が選択したセンスアンプから出力されるデータを、クロック生成回路10が出力するクロック信号に同期して取り込み、入出力バッファにそのデータを出力する。入出力バッファ21は、外部から入力されるデータDQをラッチ回路20に出力し、ラッチ回路20から出力されるデータDQを外部に出力する。なお、半導体記憶装置1は、複数のデータ入出力端子を用いてデータの入出力を並列して行なうものとする。
The
ここで、アドレス変換回路15の詳細について説明する。本実施の形態におけるアドレス変換回路15のブロック図を図2に示す。図2に示すように、アドレス変換回路15は、イメージマップ回路15a〜15d、イメージマップセレクタ15eを有する。イメージマップ回路15a〜15dは、扱う画像の大きさ毎に予めアドレス変換方法が定義される。例えば、イメージマップ回路15aは、縦方向(Y軸方向)に80ピクセル、横方向(X軸方向)に80ピクセルの大きさを有する画像を扱う。イメージマップ回路15a〜15dは、アドレス制御回路14から出力されるワード線アドレスWL及びビット線アドレスBLに基づき一つのセルアレイ行アドレスCAXと複数のセルアレイ列アドレスCAYを生成する。イメージマップ回路15a〜15dは、アドレス変換ルールを変換テーブルを用いて変換するものでも良く、演算によってアドレス変換を行なうものでも良く、扱う画像の大きさに応じてイメージマップ回路の入力側のバス配線と出力側のバス配線の接続の組み合わせを変更するものであっても良い。アドレス変換についての説明は後述する。
Here, details of the
イメージマップセレクタ15eは、外部から入力される画像サイズ選択信号に基づきイメージマップ回路15a〜15dのいずれか一つを有効にし、残りのイメージマップ回路を無効にする。つまり、アドレス変換回路15は、画像サイズ選択信号によって選択されたイメージマップ回路に設定されているルールに基づいてアドレスの変換を行なう。
The
次に、アドレス変換について詳細に説明する。アドレス変換ルールの一例を図3、図4に示す。以下の例では、変換ルールを一般化するために、セルアレイ行アドレスCAX及びアドレス制御回路14が出力するワード線アドレスWLがhビットのビット幅で構成され、セルアレイ列アドレスCAY及びアドレス制御回路14が出力するビット線アドレスBLがvビットのビット幅で構成され、扱う画像のX軸方向アドレスXがmビットで構成され、扱う画像のY軸方向アドレスがnビットで構成されるものとする。つまり、セルアレイ17におけるワード線の本数は2h本であり、ビット線対の本数は2v本である。
Next, address conversion will be described in detail. An example of the address conversion rule is shown in FIGS. In the following example, in order to generalize the conversion rule, the word line address WL output from the cell array row address CAX and the
図3に示す例は、アドレス制御回路14が出力したワード線アドレスWL及びビット線アドレスBLからセルアレイ行アドレスCAXへの変換ルールの一例である。この例では、hビットのワード線アドレスWLに画像のXアドレスが対応付けられている。例えば、ワード線アドレスWLの最下位ビットWL1には、Xアドレスの最下位ビットX1が対応付けられる。そして、Xアドレスは、ワード線アドレスWLのうちmビットを用いて定義される。ここで、ワード線アドレスのm+1ビット目からhビット目(最上位ビット)までのビットは、扱う画像空間における画素の座標アドレスとして共通の値を有する。
The example shown in FIG. 3 is an example of a conversion rule from the word line address WL and the bit line address BL output from the
そして、アドレス変換回路15は、アドレス制御回路14が出力するアドレス情報に基づきセルアレイ行アドレスCAXを生成する。この例では、アドレス変換回路15は、ビット線アドレスBLのうち画像空間をあらわす値としては用いられないビット線アドレス(例えば、Yアドレスのn+1ビット目からvビット目(最上位ビット)までのビットの値)を用いてセルアレイ行アドレスCAXを生成する。例えば、Yアドレスのn+1ビット目から最上位ビットをセルアレイ行アドレスCAXの最下位ビットから順に対応させる。また、対応するYアドレスのビット値がないセルアレイ行アドレスCAXのビット値は任意に設定可能である。
The
図4に示す例は、アドレス制御回路14が出力したワード線アドレスWL及びビット線アドレスBLからセルアレイ列アドレスCAYへの変換ルールの一例である。この例では、vビットのビット線アドレスBLに画像のYアドレスが対応付けられている。例えば、ビット線アドレスBLの最下位ビットBL1には、Yアドレスの最下位ビットY1が対応付けられる。そして、Yアドレスは、ビット線アドレスBLのうちnビットを用いて定義される。ここで、ビット線アドレスのn+1ビット目からvビット目(最上位ビット)までのビットは、扱う画像空間における画素の座標アドレスとして共通の値を有する。
The example shown in FIG. 4 is an example of a conversion rule from the word line address WL and the bit line address BL output from the
そして、アドレス変換回路15は、アドレス制御回路が出力するアドレス情報に基づいてセルアレイ列アドレスCAYを生成する。この例では、アドレス変換回路15は、ワード線アドレスWL及びビット線アドレスBLのうち画像空間をあらわす値として用いられるワード線アドレス及びビット線アドレス(例えば、Xアドレスの最下位ビットからmビット目までのビットの値及びYアドレスの最下位ビットからnビット目のビットの値)を用いてセルアレイ列アドレスCAYを生成する。例えば、セルアレイ列アドレスCAYの最下位ビットからmビット目の値としてXアドレスの最下位ビットからmビット目の値を用い、セルアレイ行アドレスCAXのm+1ビット目から最上位ビットの値としてYアドレスの最下位ビットからnビット目の値を用いる。
The
つまり、アドレス変換回路15は、扱う画像の空間座標として共通の値を有するXアドレス及びYアドレスのビットを用いて一つのセルアレイ行アドレスCAXを生成する。また、アドレス変換回路15は、扱う画像の空間座標として異なる値を有するXアドレス及びYアドレスのビットを用いてセルアレイ列アドレスCAYを生成する。これによって、所定の領域を有する画像を、一つのセルアレイ行アドレスCAXで指定される記憶セルに格納することが可能になる。なお、セルアレイ行アドレスCAXは、XアドレスとYアドレスのいずれか一方のみを用いて生成しても良く、XアドレスとYアドレスとを組み合わせて生成しても良い。また、セルアレイ列アドレスCAYのビットとXアドレス及びYアドレスのビットとをどのような対応関係とするかは状況に応じて任意に設定することができる。
That is, the
次に、図5に上記変換ルールに基づいてX軸方向の画素数が8ピクセル、Y軸方向の画素数が16ピクセルとなる画像をセルアレイ17に格納した場合のデータの格納アドレスを示す。X軸方向の画素数が8ピクセル、Y軸方向の画素数が16ピクセルとなる画像は、3ビットのXアドレスと4ビットのYアドレスを用いて画像空間上の全画素のアドレスをあらわすことができる。また、この例では、セルアレイ行アドレスCAXとしてYアドレスの上位3ビットを用い、セルアレイ列アドレスCAYの下位3ビットにXアドレスの下位3ビットを用い、セルアレイ列アドレスCAYの上位4ビットにYアドレスの下位4ビットを用いている。
Next, FIG. 5 shows a data storage address when an image having 8 pixels in the X-axis direction and 16 pixels in the Y-axis direction is stored in the
図5に示すように、Yアドレスの上位3ビットによってあらわされる値が"0"である画像は、アドレス値が"0"で指定される一本のワード線に接続される記憶セルに格納される。これに対して、アドレス変換回路15を用いない場合に同じサイズの画像をセルアレイ17に格納した場合におけるデータの格納位置を図6に示す。この場合、図6に示すように、画像は、8本のワード線と、16本のビット線対を用いて格納される。
As shown in FIG. 5, an image whose value represented by the upper 3 bits of the Y address is “0” is stored in a memory cell connected to one word line whose address value is designated by “0”. The On the other hand, FIG. 6 shows data storage positions when images of the same size are stored in the
続いて、本実施の形態にかかる半導体記憶装置におけるデータの読み出し動作について説明する。ここでは、例として同じ8ピクセル×8ピクセルの画像空間を有する5種類の画像を読み出す場合の動作をそれぞれ説明する。読み出す画像の例を図7、9、11、13、15に示し、これらの画像を読み出す場合のタイミングチャートを図8、10、12、14、16に示す。なお、以下の説明(以降の実施例の説明含む)では、動作の一例として、セルアレイ行アドレスCAXは、Yアドレスの一部を用いて制御し、セルアレイ列アドレスCAYは、セルアレイ行アドレスCAXにおいて使用されない残りのXアドレス及びYアドレスを用いるものとする。このように、セルアレイ行アドレスCAX及びセルアレイ列アドレスCAYをそれぞれXアドレス及びYアドレスの組み合わせにて生成する場合、セルアレイ行アドレスCAX及びセルアレイ列アドレスCAYに対応したXアドレス及びYアドレスを適時入力できる仕様とすればよく、その仕様に応じて適宜変更することが可能である。 Subsequently, a data read operation in the semiconductor memory device according to the present embodiment will be described. Here, as an example, each of the operations when reading out five types of images having the same 8 pixel × 8 pixel image space will be described. Examples of images to be read are shown in FIGS. 7, 9, 11, 13, and 15, and timing charts for reading these images are shown in FIGS. 8, 10, 12, 14, and 16. In the following description (including the description of the following embodiments), as an example of the operation, the cell array row address CAX is controlled by using a part of the Y address, and the cell array column address CAY is used in the cell array row address CAX. It is assumed that the remaining X address and Y address are not used. As described above, when the cell array row address CAX and the cell array column address CAY are generated by the combination of the X address and the Y address, respectively, the X address and the Y address corresponding to the cell array row address CAX and the cell array column address CAY can be input in a timely manner. And can be changed as appropriate according to the specifications.
一般的なDRAMメモリでは、RAS信号により、メモリセルのワード線アドレスを指定する。続いて、RAS信号からtRCDによって規定される時間が経過した後にCAS信号を入力してビット線アドレスを指定する。CAS信号が入力された後、レイテンシによって規定される時間が経過すると読み出し対象のデータが出力される。また、指定したワード線とは異なるワード線で指定される記憶セルのデータを読み出す場合、指定したワード線アドレスからの読み出しデータが全て出力された後にプリチャージを行なう。そして、tRPによって規定される時間の経過後にRAS信号及びCAS信号によって、新たにワード線アドレスとビット線アドレスを指定する。なお、tRCD、レイテンシ、tRPは、半導体記憶装置によって規定される時間である。また、半導体記憶装置はクロック信号CLKに基づき動作するが、クロック信号CLKの一周期の時間を以下ではtCKと称す。 In a general DRAM memory, a word line address of a memory cell is designated by a RAS signal. Subsequently, after the time defined by tRCD has elapsed from the RAS signal, the CAS signal is input to specify the bit line address. After the CAS signal is input, the data to be read is output when the time defined by the latency elapses. Further, when reading data of a memory cell designated by a word line different from the designated word line, precharge is performed after all read data from the designated word line address is output. Then, a word line address and a bit line address are newly designated by the RAS signal and the CAS signal after elapse of the time specified by tRP. Note that tRCD, latency, and tRP are times defined by the semiconductor memory device. The semiconductor memory device operates on the basis of the clock signal CLK, and a period of one cycle of the clock signal CLK is hereinafter referred to as tCK.
まず、図7に示す画像は14個の画素を用いてAの文字が書かれている画像である。そして、Aの文字を表現する14個のデータを読み出す場合のタイミングチャートを図8に示す。図8に示すように、半導体記憶装置1は、1番目のクロックCL1でRAS信号が入力され、動作開始コマンドACTを受信する。このときセルアレイ行アドレスCAXとして使用されるYアドレスも同時に入力される。続いて、半導体記憶装置1は、3番目のクロックCL3でCAS信号を受信し、読み出しコマンドREDを受信する。このときセルアレイ列アドレスCAYの一部として使用されるXアドレスが入力される。そして、レイテンシによって規定される時間の経過後にデータQ0が出力される。データQ0は、1番目のクロックCL1に同期して入力されるYアドレス及び3番目のクロックCL3に同期して入力されるXアドレスによって指定されるY=1、X=3の座標に位置するデータである。
First, the image shown in FIG. 7 is an image in which the letter A is written using 14 pixels. FIG. 8 shows a timing chart when 14 pieces of data representing the character A are read. As shown in FIG. 8, the
半導体記憶装置1では、3番目のクロックCL3以降のクロックに同期して連続してXアドレス及びYアドレスが入力され、その入力アドレスを用いて生成されるセルアレイ列アドレスCAYによって選択される14個のデータをそれぞれ読み出す。この例では、半導体記憶装置1に対するRAS信号の入力から全データの読み出しが完了するまでに19個のクロックを要する。半導体記憶装置1では、一本のワード線によって活性化される記憶セルに画像空間中の画素情報が格納される。そのため、全てのデータを読み出すまでRAS信号及びCAS信号は入力されない。また、全てのデータを読み出した後プリチャージ動作が行なわれ、異なる画像空間の画像データを読み出すための準備が行なわれる。
In the
図9に示す画像は画像空間においてYアドレスが"2"で指定される列に座標を有する8個の画素によって描かれる直線の画像である。そして、この直線の画像を示す8個のデータを読み出す場合のタイミングチャートを図10に示す。図10に示すように、半導体記憶装置1は、1番目のクロックCL1でRAS信号が入力され、動作開始コマンドACTを受信する。このときセルアレイ行アドレスCAXとして使用されるYアドレスも同時に入力される。続いて、半導体記憶装置1は、3番目のクロックCL3でCAS信号を受信し、読み出しコマンドREDを受信する。このときセルアレイ列アドレスCAYの一部として使用されるXアドレスが入力される。そして、レイテンシによって規定される時間の経過後にデータQ0が出力される。データQ0は、1番目のクロックCL1に同期して入力されるYアドレス及び3番目のクロックCL3に同期して入力されるXアドレスによって指定されるY=2、X=0の座標に位置するデータである。
The image shown in FIG. 9 is a straight image drawn by eight pixels having coordinates in a column designated by Y address “2” in the image space. FIG. 10 shows a timing chart in the case of reading out eight pieces of data indicating this straight line image. As shown in FIG. 10, the
半導体記憶装置1では、3番目のクロックCL3以降のクロックに同期して連続してXアドレス及びYアドレスが入力され8個のデータをそれぞれ読み出す。この例では、半導体記憶装置1に対するRAS信号の入力から全データの読み出しが完了するまでに13個のクロックを要する。半導体記憶装置1では、一本のワード線によって活性化される記憶セルに画像空間中の画素情報が格納される。そのため、全てのデータを読み出すまでRAS信号及びCAS信号は入力されない。また、全てのデータを読み出した後プリチャージ動作が行なわれ、異なる画像空間の画像データを読み出すための準備が行なわれる。
In the
図11に示す画像は画像空間において斜めに描画される8個の画素を有する。そして、この斜めに描画される直線の画像を示す8個のデータを読み出す場合のタイミングチャートを図12に示す。図12に示すように、半導体記憶装置1は、1番目のクロックCL1でRAS信号が入力され、動作開始コマンドACTを受信する。このときセルアレイ行アドレスCAXとして使用されるYアドレスも同時に入力される。続いて、半導体記憶装置1は、3番目のクロックCL3でCAS信号を受信し、読み出しコマンドREDを受信する。このときセルアレイ列アドレスCAYの一部として使用されるXアドレスが入力される。そして、レイテンシによって規定される時間の経過後にデータQ0が出力される。データQ0は、1番目のクロックCL1に同期して入力されるYアドレス及び3番目のクロックCL3に同期して入力されるXアドレスによって指定されるY=0、X=0の座標に位置するデータである。
The image shown in FIG. 11 has eight pixels drawn obliquely in the image space. FIG. 12 shows a timing chart in the case of reading out eight pieces of data indicating a straight line image drawn obliquely. As shown in FIG. 12, the
半導体記憶装置1では、3番目のクロックCL3以降のクロックに同期して連続してXアドレス及びYアドレスが入力され8個のデータをそれぞれ読み出す。この例では、半導体記憶装置1に対するRAS信号の入力から全データの読み出しが完了するまでに13個のクロックを要する。半導体記憶装置1では、一本のワード線によって活性化される記憶セルに画像空間中の画素情報が格納される。そのため、全てのデータを読み出すまでRAS信号及びCAS信号は入力されない。また、全てのデータを読み出した後プリチャージ動作が行なわれ、異なる画像空間の画像データを読み出すための準備が行なわれる。
In the
図13に示す画像はそれぞれY軸方向に8個の画素を有する直線が描画される。また、直線は、それぞれX=0、3、5、7で指定されるXアドレスを有する。そして、この複数の直線を示す32個のデータを読み出す場合のタイミングチャートを図14に示す。この例では、半導体記憶装置1は、バースト動作を行なうものとする。バースト動作は、RAS信号の入力時に入力されたYアドレスを先頭アドレスとして、内部のバーストカウンタによってその後に続くYアドレスを生成するものである。また、この例における半導体記憶装置1は、反転したクロック信号により、単相のクロック信号に基づき動作する場合に比べ2倍のデータ出力速度を実現する。このようなデータ出力方法をダブルデータレートと称する。
In the image shown in FIG. 13, a straight line having eight pixels in the Y-axis direction is drawn. The straight line has X addresses designated by X = 0, 3, 5, and 7, respectively. FIG. 14 shows a timing chart in the case of reading 32 pieces of data indicating the plurality of straight lines. In this example, it is assumed that the
図14に示すように、半導体記憶装置1は、1番目のクロックCL1でRAS信号が入力され、動作開始コマンドACTを受信する。このときセルアレイ行アドレスCAXとして使用されるYアドレスも同時に入力される。続いて、半導体記憶装置1は、3番目のクロックCL3でCAS信号を受信し、読み出しコマンドREDを受信する。このときセルアレイ列アドレスCAYの一部として使用されるXアドレスが入力される。そして、レイテンシによって規定される時間の経過後にデータQ0が出力される。データQ0は、1番目のクロックCL1に同期して入力されるYアドレス及び3番目のクロックCL3に同期して入力されるXアドレスによって指定されるY=0、X=0の座標に位置するデータである。
As shown in FIG. 14, the
半導体記憶装置1では、バースト動作によって個別のXアドレス及びYアドレスを入力することなく連続して8個のデータを読み出す。また、複数回のバースト動作を連続して行なう場合、適宜読み出しの先頭アドレスをCAS信号によって入力する。この例では、半導体記憶装置1に対するRAS信号の入力から全データの読み出しが完了するまでに21個のクロックを要する。半導体記憶装置1では、一本のワード線によって活性化される記憶セルに画像空間中の画素情報が格納される。そのため、全てのデータを読み出すまでRAS信号は入力されない。また、全てのデータを読み出した後プリチャージ動作が行なわれ、異なる画像空間の画像データを読み出すための準備が行なわれる。
In the
図15に示す画像はそれぞれY軸方向に8画素、X軸方向に6画素の領域を有する画像である。そして、この領域の48個のデータを読み出す場合のタイミングチャートを図16に示す。この場合においても、図13に示す例と同様にバースト動作によって画素の読み出しを行なうことが可能である。また、この例においても、データの出力はダブルデータレートで行なわれる。 The images shown in FIG. 15 are images each having an area of 8 pixels in the Y-axis direction and 6 pixels in the X-axis direction. FIG. 16 shows a timing chart in the case of reading 48 data in this area. Also in this case, it is possible to read out pixels by a burst operation as in the example shown in FIG. Also in this example, data is output at a double data rate.
図16に示すように、半導体記憶装置1は、1番目のクロックCL1でRAS信号が入力され、動作開始コマンドACTを受信する。このときセルアレイ行アドレスCAXとして使用されるYアドレスも同時に入力される。続いて、半導体記憶装置1は、3番目のクロックCL3でCAS信号を受信し、読み出しコマンドREDを受信する。このときセルアレイ列アドレスCAYの一部として使用されるXアドレスが入力される。そして、レイテンシによって規定される時間の経過後にデータQ0が出力される。データQ0は、1番目のクロックCL1に同期して入力されるYアドレス及び3番目のクロックCL3に同期して入力されるXアドレスによって指定されるY=0、X=0の座標に位置するデータである。
As shown in FIG. 16, the
半導体記憶装置1では、バースト動作によって個別のXアドレス及びYアドレスを入力することなく連続して8個のデータを読み出す。また、複数回のバースト動作を連続して行なう場合、適宜読み出しの先頭アドレスをCAS信号によって入力する。この例では、半導体記憶装置1に対するRAS信号の入力から全データの読み出しが完了するまでに29個のクロックを要する。半導体記憶装置1では、一本のワード線によって活性化される記憶セルに画像空間中の画素情報が格納される。そのため、全てのデータを読み出すまでRAS信号は入力されない。また、全てのデータを読み出した後プリチャージ動作が行なわれ、異なる画像空間の画像データを読み出すための準備が行なわれる。
In the
上記説明より、本実施の形態にかかる半導体記憶装置1は、アドレス変換回路15によって、二次元空間を有する画像データのアドレスを一次元化したセルアレイ列アドレスを生成する。また、アドレス変換回路15は、一つの画像空間に対して一つのセルアレイ行アドレスを生成する。これによって、一本のワード線に接続される記憶セルに一つの画像空間のデータを格納することができる。つまり、半導体記憶装置1は、一本のワード線を活性化するのみで、セルアレイ17に格納された二次元空間を有する画像データへのアクセスが可能である。これによって、半導体記憶装置1は、活性化するワード線の数を低減することができるため、データアクセス時に必要な消費電力を低減することが可能となる。
From the above description, in the
また、画像空間におけるXアドレス及びYアドレスがそれぞれワード線アドレス及びビット線アドレスに対応し、異なるXアドレスのデータにアクセスする場合、異なるXアドレスへのアクセス毎にプリチャージ動作が必要になる。一般的なDRAMでは、二次元空間を有するデータは、複数のワード線を用いて格納されるため、異なるXアドレスを有するデータにアクセスする場合、複数回のプリチャージ動作が必要となる。これに対して、本実施の形態にかかる半導体記憶装置1は、異なるXアドレスのデータであっても、一度のプリチャージ動作を行なうのみで任意にアクセスすることが可能である。このようなことから、半導体記憶装置1では、プリチャージ動作にかかる消費電力も低減することが可能である。
Further, when an X address and a Y address in the image space correspond to a word line address and a bit line address, respectively, and access is made to data of different X addresses, a precharge operation is required for each access to different X addresses. In a general DRAM, data having a two-dimensional space is stored using a plurality of word lines. Therefore, when accessing data having different X addresses, a plurality of precharge operations are required. On the other hand, the
さらに、一般的なDRAMでは異なるXアドレスを有するデータにアクセスする場合、RAS信号の入力、CAS信号の入力、プリチャージ動作を複数回実行する必要がある。これに対して、本実施の形態にかかる半導体記憶装置1は、RAS信号の入力、CAS信号の入力、プリチャージ動作を1度行なうのみで、異なるXアドレスのデータに任意にアクセスすることが可能である。つまり、半導体記憶装置1は、アクセスするデータの個数に依存しないRAS信号の入力、CAS信号の入力、プリチャージ動作のために必要な時間を一般的なDRAMより少なくすることができる。一般的なDRAMと本実施の形態1にかかる半導体記憶装置1との動作時間の比較例を図17に示す。
Furthermore, when accessing data having different X addresses in a general DRAM, it is necessary to perform RAS signal input, CAS signal input, and precharge operations a plurality of times. On the other hand, the
図17では、tRCDによって規定される時間をa、レイテンシによって規定される時間をb、クロック信号の一周期tCKをc、tRPによって規定される時間をdとする。そして、例えば(2×2)の画像サイズのデータにアクセスする場合、一般的なDRAMでは、処理時間は2(a+b+2c+d)となる。これに対して、半導体記憶装置1では、処理時間はa+b+4c+dとなる。ここで、データの読み出し個数に依存するcに関する項は、一般的なDRAMと半導体記憶装置1とで同じになるため、cに関する項にかかる間を除いた時間を比べる。一般的なDRAMと半導体記憶装置1の処理時間の比率は、一般的なDRAMの処理時間を100%とした場合、半導体記憶装置1は50%の処理時間で動作を完了させることが可能である。この処理時間の比率は読み出す画像のX方向の画素数が増加すると更に差が大きくなる。つまり、本実施の形態にかかる半導体記憶装置1は、一般的なDRAMよりも高速なデータ処理が可能である。また、扱う画像サイズが大きくなるほどに、半導体記憶装置1の高速化の効果は大きくなる。
In FIG. 17, the time defined by tRCD is a, the time defined by latency is b, the period tCK of the clock signal is c, and the time defined by tRP is d. For example, when accessing data having an image size of (2 × 2), the processing time is 2 (a + b + 2c + d) in a general DRAM. On the other hand, in the
本実施の形態にかかる半導体記憶装置1は、アドレス変換回路15が扱う画像の画像サイズに対応した複数のイメージマップ回路15a〜15dを有する。このイメージマップ回路15a〜15dは、特に演算処理を行なうことなく予め設定された変換ルールに沿ってアドレス変換を行なうことが可能である。つまり、半導体記憶装置1は、アドレス変換を実行しても演算処理に起因する消費電力の増加がない。これによって、半導体記憶装置1は、アドレス変換を行なうことによる消費電力の増加を抑制することが可能である。
The
また、本実施の形態にかかる半導体記憶装置1では、アドレス変換回路が予め決定された変換ルールに基づきアドレスを変換するため、変換前のアドレスと変換後のアドレスとの対応がデータのアドレスにかかわらず決まる。つまり、半導体記憶装置1に格納されたデータは外部装置が指定した座標情報を保持した状態となる。これによって、外部装置は、データの座標情報を特に変換することなく、半導体記憶装置1に格納されたデータにアクセスすることが可能となる。
In the
実施の形態2
実施の形態1では、二次元空間を有する画像データを扱う例について説明したが、実施の形態2では、三次元空間を有する画像データを扱う例について説明する。ここでは、三次元空間を示す座標情報として、X軸(Xアドレス)、Y軸(Yアドレス)、Z軸(Zアドレス)を用いる。実施の形態2では、アドレス変換回路15がXアドレス、Yアドレス、Zアドレスを組み合わせたセルアレイ列アドレスCAYを生成する。なお、Zアドレスは、半導体記憶装置1の内部において、例えばセルアレイのバンクを指定するバンクアドレスBAとして扱われる。具体的には、Zアドレスが半導体記憶装置1に入力されるとZアドレスに対応したバンクアドレスBAをアドレス制御回路14が出力する。
In the first embodiment, an example in which image data having a two-dimensional space is handled has been described. In the second embodiment, an example in which image data having a three-dimensional space is handled will be described. Here, X-axis (X address), Y-axis (Y address), and Z-axis (Z address) are used as coordinate information indicating a three-dimensional space. In the second embodiment, the
実施の形態2におけるアドレス変換のルールの一例を図18、19に示す。図18に示す例は、アドレス制御回路14が出力したワード線アドレスWLからセルアレイ行アドレスCAXへの変換ルールの一例である。この例では、hビットのワード線アドレスWLに画像のXアドレスが対応付けられている。例えば、ワード線アドレスWLの最下位ビットWL1には、Xアドレスの最下位ビットX1が対応付けられる。そして、Xアドレスは、ワード線アドレスWLのうちmビットを用いて定義される。ここで、ワード線アドレスのm+1ビット目からhビット目(最上位ビット)までのビットは、扱う画像空間の画素の座標アドレスとして共通の値を有する。
An example of address conversion rules in the second embodiment is shown in FIGS. The example shown in FIG. 18 is an example of a conversion rule from the word line address WL output by the
そして、アドレス変換回路15は、アドレス制御回路14が出力するアドレス情報に基づいてセルアレイ行アドレスCAXを生成する。この例では、アドレス変換回路15は、ワード線アドレスWLのうち画像空間をあらわす値としては用いられないワード線アドレス(例えば、Xアドレスのm+1ビット目からhビット目(最上位ビット)までのビットの値)を用いてセルアレイ行アドレスCAXを生成する。例えば、Xアドレスのm+1ビット目から最上位ビットをセルアレイ行アドレスCAXの最下位ビットから順に対応させる。また、対応するXアドレスのビット値がないセルアレイ行アドレスCAXのビット値は任意に設定可能である。
The
図19に示す例は、アドレス制御回路14が出力したワード線アドレスWL、ビット線アドレスBL及びバンクアドレスBAからセルアレイ列アドレスCAYへの変換ルールの一例である。この例では、vビットのビット線アドレスBLに画像のYアドレスが対応付けられている。例えば、ビット線アドレスBLの最下位ビットBL1には、Yアドレスの最下位ビットY1が対応付けられる。そして、Yアドレスは、ビット線アドレスBLのうちnビットを用いて定義される。ここで、ビット線アドレスのn+1ビット目からvビット目(最上位ビット)までのビットは、扱う画像空間における画像の座標アドレスとして共通の値を有する。
The example shown in FIG. 19 is an example of a conversion rule from the word line address WL, the bit line address BL, and the bank address BA output from the
そして、アドレス変換回路15は、アドレス制御回路14が出力するアドレス情報に基づきセルアレイ列アドレスCAYを生成する。この例では、アドレス変換回路15は、ワード線アドレスWL、ビット線アドレスBL及びバンクアドレスBAのうち画像空間をあらわす値として用いられるワード線アドレス、ビット線アドレス及びバンクアドレスBA(例えば、Xアドレスの最下位ビットからmビット目までのビットの値、Yアドレスの最下位ビットからnビット目のビットの値、バンクアドレスBAの最下位ビットからoビット目のビット値)を用いてセルアレイ列アドレスCAYを生成する。例えば、セルアレイ列アドレスCAYの最下位ビットからoビット目の値としてZアドレスの最下位ビットからoビット目の値を用い、セルアレイ列アドレスCAYのo+1ビット目からo+nビット目の値としてYアドレスの最下位ビットからnビット目の値を用い、セルアレイ列アドレスCAYのo+n+1ビット目から最上位ビットの値としてXアドレスの最下位ビットからmビット目の値を用いる。
The
つまり、アドレス変換回路15は、扱う画像の空間座標として共通の値を有するXアドレス、Yアドレス及びZアドレスのビットを用いて一つのセルアレイ行アドレスCAXを生成する。また、アドレス変換回路15は、扱う画像の空間座標として異なる値を有するXアドレス、Yアドレス及びZアドレスのビットを用いてセルアレイ列アドレスCAYを生成する。これによって、三次元空間を有する画像を、一つのセルアレイ行アドレスCAXで指定される記憶セルに格納することが可能になる。なお、セルアレイ行アドレスCAXは、Xアドレス、Yアドレス及びZアドレスのいずれか一つのみを用いて生成しても良く、Xアドレス、Yアドレス及びZアドレスとを組み合わせて生成しても良い。また、セルアレイ列アドレスCAYのビットとXアドレス、Yアドレス及びZアドレスのビットとをどのような対応関係とするかは状況に応じて任意に設定することができる。
That is, the
続いて、本実施の形態にかかる半導体記憶装置におけるデータの読み出し動作について説明する。まず、本実施の形態におけるセルアレイ上のデータ格納位置を図20に示す。図20に示すように、本実施の形態では1つの三次元画像データ(例えば、4ピクセル×4ピクセル×4ピクセルの画像空間を有する画像データ)が1つのワード線に接続される記憶セルに格納される。以下の説明では、この画像データを読み出す場合の動作を例に説明する。読み出す画像の例を図21に示し、画像を読み出す場合のタイミングチャートを図22に示す。 Subsequently, a data read operation in the semiconductor memory device according to the present embodiment will be described. First, FIG. 20 shows data storage positions on the cell array in this embodiment. As shown in FIG. 20, in this embodiment, one three-dimensional image data (for example, image data having an image space of 4 pixels × 4 pixels × 4 pixels) is stored in a memory cell connected to one word line. Is done. In the following description, the operation when reading out the image data will be described as an example. An example of an image to be read is shown in FIG. 21, and a timing chart for reading an image is shown in FIG.
読み出すデータは、図21においてQ0〜Q4で示される5個の画素である。そして、図22に示すように、半導体記憶装置1は、1番目のクロックCL1でRAS信号が入力され、動作開始コマンドACTを受信する。このときセルアレイ行アドレスCAXとして使用されるXアドレスも同時に入力される。続いて、半導体記憶装置1は、3番目のクロックCL3でCAS信号を受信し、読み出しコマンドREDを受信する。このときセルアレイ列アドレスCAYの一部として使用されるYアドレス及びZアドレスが入力される。そして、レイテンシによって規定される時間の経過後にデータQ0が出力される。データQ0は、1番目のクロックCL1に同期して入力されるXアドレス及び3番目のクロックCL3に同期して入力されるYアドレス及びZアドレスによって指定されるX=0、Y=0、Z=0の座標に位置するデータである。
Data to be read out is five pixels indicated by Q0 to Q4 in FIG. Then, as shown in FIG. 22, the
半導体記憶装置1では、3番目のクロックCL3以降のクロックに同期して連続してXアドレス及びYアドレスが入力され5個のデータをそれぞれ読み出す。この例では、半導体記憶装置1に対するRAS信号の入力から全データの読み出しが完了するまでに10個のクロックを要する。半導体記憶装置1では、一本のワード線によって活性化される記憶セルに画像空間中の画素情報が格納される。そのため、全てのデータを読み出すまでRAS信号及びCAS信号は入力されない。また、全てのデータを読み出した後プリチャージ動作が行なわれ、異なる画像空間の画像データを読み出すための準備が行なわれる。
In the
上記説明より、半導体記憶装置1は、アドレス変換回路15で行なうアドレス変換のルールを三次元に対応させることによって、二次元データのみならず三次元データを扱うことが可能である。
From the above description, the
実施の形態3
実施の形態1、2では、アクセス対象となるバンクは一つであったが、半導体記憶装置1が複数のバンクを有する場合、バンクインタリーブ制御によって、複数のバンクに並列にアクセスすることが可能である。バンクインタリーブ制御は、複数のバンクを有する半導体記憶装置において行なわれる制御である。バンクインタリーブ制御では、各バンクのワード線を個別に活性化させることが可能である。そして、各バンクにおいて活性化したワード線に接続される記憶セルから並列してデータを読み出すことができる。このバンクインタリーブ制御を用いることで、例えば、一つの画素の値が4ビットで示される場合、各ビットの値を複数のバンクに分割して格納することが可能である。
In the first and second embodiments, there is one bank to be accessed. However, when the
実施の形態4
実施の形態4は、Zアドレスを空間座標を示すものではなく、データ入出力端子(以下I/O端子と称す)の番号を示す端子アドレスとして使用するものである。半導体記憶装置では、一般的にI/O端子の数が予め決定されており、製造後に変更することができない。このような場合において、実際のI/O端子の数よりも多くのビット幅を有するデータを扱う場合、異なる半導体記憶装置を使用するか、半導体記憶装置の再設計が必要になる。
In the fourth embodiment, the Z address is used not as a spatial coordinate but as a terminal address indicating the number of a data input / output terminal (hereinafter referred to as I / O terminal). In a semiconductor memory device, the number of I / O terminals is generally determined in advance and cannot be changed after manufacturing. In such a case, when data having a bit width larger than the actual number of I / O terminals is handled, it is necessary to use a different semiconductor memory device or to redesign the semiconductor memory device.
そこで、実施の形態4では、ZアドレスをI/O端子の番号と対応付ける。例えば、16個のI/O端子を有する半導体記憶装置において、64ビットのビット幅を有するデータを扱う場合、Zアドレス=0に0番目から15番目のI/O端子を割り当て、Zアドレス=1に16番目から31番目のI/O端子を割り当て、Zアドレス=2に32番目から47番目のI/O端子を割り当て、Zアドレス=3に48番目から63番目のI/O端子を割り当てる。また、64ビットのビット幅のデータを16ビットのビット幅のデータに分割する。そして、入出力されるデータの順序に応じてZアドレスをデータのアドレスとして付加する。 Therefore, in the fourth embodiment, the Z address is associated with the I / O terminal number. For example, in a semiconductor memory device having 16 I / O terminals, when data having a bit width of 64 bits is handled, 0th to 15th I / O terminals are assigned to Z address = 0, and Z address = 1. 16th to 31st I / O terminals are assigned to Z address = 2, 32nd to 47th I / O terminals are assigned to Z address = 2, and 48th to 63rd I / O terminals are assigned to Z address = 3. Further, the data having a bit width of 64 bits is divided into data having a bit width of 16 bits. Then, a Z address is added as a data address in accordance with the order of input / output data.
Zアドレスをこのようにして使用した場合における半導体記憶装置1のデータ出力動作のタイミングチャートを図23に示す。なお、この例では、Zアドレスはバースト動作に基づき内部で生成されているものとする。図23に示すように、RAS信号及びCAS信号が入力されるとデータQ0が出力される。データQ0は、0番目から15番目のI/O端子を介して出力されるデータに相当する。続いてデータQ1〜Q3が出力される。データQ1は、16番目から31番目のI/O端子を介して出力されるデータに相当し、データQ2は、32番目から47番目のI/O端子を介して出力されるデータに相当し、データQ3は、48番目から63番目のI/O端子を介して出力されるデータに相当する。
FIG. 23 shows a timing chart of the data output operation of the
上記説明より、本実施の形態にかかる半導体記憶装置1によれば、アドレス変換回路がセルアレイ列アドレスをXアドレス、Yアドレス及びZアドレスを組み合わせて生成する。そのため、Zアドレスをデータが入出力されるI/O端子の番号に対応する付加情報として用いた場合であっても、データを一本のワード線に接続される記憶セルに格納することが可能である。つまり、半導体記憶装置1は、Zアドレスを付加情報として使用することで、I/O端子の数によらず様々なビット幅のデータを扱うことができる。また、Zアドレスは半導体記憶装置1の内部で生成されるため、このような場合においても、外部装置は、データをXアドレス及びYアドレスのみで管理することができる。
From the above description, according to the
実施の形態5
実施の形態5では、一つの画素の値が複数のビットを用いてあらわされる場合に、Zアドレスを画素の値をあらわすビットの位置に対応付けられたデータアドレスとして用いる。例えば、出力データが4ビットで表現される場合、Zアドレス=0に出力データの最下位ビットを割り当て、Zアドレス=1に出力データの第2下位ビットを割り当て、Zアドレス=2に出力データの第3下位ビットを割り当て、Zアドレス=3に出力データの最上位ビットを割り当てる。
In the fifth embodiment, when the value of one pixel is represented using a plurality of bits, the Z address is used as a data address associated with the position of the bit representing the value of the pixel. For example, when the output data is expressed by 4 bits, the least significant bit of the output data is assigned to Z address = 0, the second lower bit of the output data is assigned to Z address = 1, and the output data is assigned to Z address = 2. The third lower bit is assigned, and the most significant bit of the output data is assigned to Z address = 3.
なお、実施の形態5では、Zアドレスは、バースト動作に基づき半導体記憶装置1の内部で生成されるアドレスである。また、アドレス変換回路15は、Xアドレス、Yアドレス及びZアドレスを組み合わせてセルアレイ列アドレスCAYを生成する。
In the fifth embodiment, the Z address is an address generated inside the
実施の形態5における半導体記憶装置1の動作を示すタイミングチャートを図24に示す。図24に示すように、実施の形態5では、XアドレスとYアドレスによって読み出すデータのアドレスが指定されると、これに続いてデータQ0〜Q3の4つのデータが出力される。このとき、データQ0〜Q3はバースト動作によって連続して出力される。また、データQ0〜Q3は、4ビットのデータの各ビットに対応する。
FIG. 24 shows a timing chart showing the operation of the
上記説明より、実施の形態5にかかる半導体記憶装置1は、複数のビットによって表現されるデータの各ビットとZアドレスを対応付けることで、複数のビットによって構成されるデータを一本のワード線に接続される記憶セルに格納する。このとき、Zアドレスは、半導体記憶装置1の内部で生成されるため、外部装置は、データをXアドレス及びYアドレスのみで管理することが可能である。
From the above description, the
なお、上記実施の形態では、半導体記憶装置1は、データを順次出力するシリアル動作によって出力する。しかし、半導体記憶装置1は、複数のI/O端子を用いてデータを並列して出力するパラレル動作によってデータを出力することも可能である。パラレル動作を行なう半導体記憶装置1の動作を示すタイミングチャートを図25に示す。図25に示すように、パラレル動作では、CAS信号が入力された後、1つのクロックに同期して4つのデータが同時に出力される。
In the above embodiment, the
実施の形態6
実施の形態6では、一つの画像空間を複数の小空間に分割した場合において、小空間をあらわす小空間アドレスとしてZアドレスを用いる。半導体記憶装置1では、セルアレイ行アドレスCAX及びセルアレイ列アドレスCAYを複数のビットで構成する。そのため、ワード線及びビット線対の数は2のべき乗となる。これに対して、一つの画像空間におけるX軸方向の画素数及びY軸方向の画素数は必ずしも2のべき乗によってあらわされない。そのため、セルアレイ17の記憶セルの利用効率が悪化する場合がある。
In the sixth embodiment, when one image space is divided into a plurality of small spaces, a Z address is used as a small space address representing the small space. In the
そこで、実施の形態6では、一つの画像空間を2のべき乗によって画素数が定義される小空間(例えば小画像)の集合として扱う。例えば、X軸方向に1024ピクセル、Y軸方向に768ピクセルの画像の場合、これをX軸方向に1024ピクセル、Y軸方向に256ピクセルの画素を有する小画像に分割し、一つの画像を3つの小画像の集合として扱う。そして、小画像のそれぞれにZアドレスを割り当てる。このような分割を行った場合の画像イメージを図26に示す。 Therefore, in the sixth embodiment, one image space is treated as a set of small spaces (for example, small images) in which the number of pixels is defined by a power of 2. For example, in the case of an image of 1024 pixels in the X-axis direction and 768 pixels in the Y-axis direction, the image is divided into small images having 1024 pixels in the X-axis direction and 256 pixels in the Y-axis direction. Treat as a set of two small images. A Z address is assigned to each small image. FIG. 26 shows an image when such division is performed.
また、この場合における半導体記憶装置1の動作を示すタイミングチャートを図27に示す。図27に示すように、Xアドレス、Yアドレス及びZアドレスを用いて読み出す画素を特定することで、本実施の形態においても実施の形態2と同様にデータにアクセスすることが可能である。なお、画像の分割と、分割後の小空間に割り当てられるZアドレスの生成とをアドレス変換回路15によって行なうことも可能である。
In addition, a timing chart showing the operation of the
上記説明より、実施の形態6にかかる半導体記憶装置1は、2のべき乗で画像の大きさが定義されない画像であっても、この画像を2のべき乗で画像の大きさがあらわされる小画像に分割する。これによって、セルアレイ17に配置される記憶セルの利用効率を高めることが可能である。また、実施の形態6における画像サイズの変換をアドレス変換回路15によって行なう場合、外部装置では何らの変換を行なう必要もない。
From the above description, even if the
実施の形態7
本発明の半導体記憶装置1は、上記のように消費電力の削減効果があるが、データの読み出し及び書き込みをフルページ動作によって行なうCPU等のデータ処理装置と組み合わせることで、データの読み出し及び書き込み動作を特に高速化する効果がある。フルページ動作は、一組のアドレス(例えば、XアドレスとYアドレスの組み合わせ)を入力した後に1つのワード線に接続される複数のメモリセルにアクセスを行なうものである。実施の形態7で説明するデータ送受信方法は、本発明の半導体記憶装置1のデータ格納方法に応じてCPUのデータ送信及び受信方法を変更することで、高速化の効果を更に高めるものである。
Although the
図28に本実施の形態で取り扱う画像の一例を示す。図28に示すように、この画像は、8×8ピクセルの画像のうち、上側半分にデータQ0〜QVの画素データを有する。このような画像を扱う場合、一般的なSDRAMにて行われている動作では、X=0、Y=0のアドレスを指定してX=0で指定されるワード線に接続されるメモリセルに格納するQ0〜Q3のデータの送信又は受信を行い、次に、X=1、Y=0のアドレスを指定してX=1で指定されるワード線に接続されるメモリセルに格納するQ4〜Q7のデータの送受信を行なう。その後、順次この動作をX=7のアドレスまで繰り返す。 FIG. 28 shows an example of an image handled in the present embodiment. As shown in FIG. 28, this image has pixel data of data Q0 to QV in the upper half of the 8 × 8 pixel image. When handling such an image, in an operation performed in a general SDRAM, an address of X = 0 and Y = 0 is designated and a memory cell connected to a word line designated by X = 0 is designated. The data Q0 to Q3 to be stored is transmitted or received, and then the address X = 1, Y = 0 is designated and stored in the memory cell connected to the word line designated by X = 1. Q7 data is transmitted and received. Thereafter, this operation is sequentially repeated up to an address of X = 7.
これに対して、本実施の形態において示すフルページ動作では、例えば上記アドレス変換手法を調整することで、X=0、Y=0のアドレスを指定した後、アドレスの指定を再度行なうことなくQ0〜QVのデータを連続して読み出し又は書き込みを行なうことができる。本実施の形態における読み出し動作のタイミングチャートを図29に示す。図29に示すように、実施の形態7に示すデータの送受信方法では、クロックCL1で、動作開始コマンドACTとともに0番目のYアドレスを指定する。続いて、クロックCL3で読み出しコマンドREDとともに0番目のXアドレスを指定する。そしてクロックCL3の読み出しコマンドREDの入力に応じて、クロックCL6〜CL20でデータQ0〜QVが連続して読み出される。このようにして読み出したデータQ0〜QVをCPUにおいて適宜並べることで、目的とする画像が再現される。 On the other hand, in the full page operation shown in the present embodiment, for example, by adjusting the address conversion method, after specifying an address of X = 0 and Y = 0, Q0 is not performed without specifying the address again. Data of ~ QV can be read or written continuously. FIG. 29 shows a timing chart of the reading operation in this embodiment. As shown in FIG. 29, in the data transmission / reception method shown in the seventh embodiment, the 0th Y address is designated together with the operation start command ACT by the clock CL1. Subsequently, the 0th X address is designated together with the read command RED at the clock CL3. Then, in response to the input of the read command RED of the clock CL3, the data Q0 to QV are continuously read with the clocks CL6 to CL20. The target image is reproduced by appropriately arranging the read data Q0 to QV in the CPU.
一方、本実施の形態における書き込み動作のタイミングチャートを図30に示す。図30に示すように、実施の形態7に示すデータの送受信方法では、クロックCL1で、動作開始コマンドACTとともに0番目のYアドレスを指定する。続いて、クロックCL3で読み出しコマンドWRTとともに0番目のXアドレスを指定及び先頭データとなるデータQ0の入力を行なう。そして、クロックCL3〜CL17でデータQ0〜QVを連続して入力する。このように、本実施の形態では、書き込みデータをCPU側で連続する形式に配列することで、目的とする画像データをXアドレス毎にアドレスの再入力を行なうことなく書き込む。 On the other hand, FIG. 30 shows a timing chart of the write operation in this embodiment. As shown in FIG. 30, in the data transmission / reception method shown in the seventh embodiment, the 0th Y address is designated together with the operation start command ACT by the clock CL1. Subsequently, the zeroth X address is designated together with the read command WRT at the clock CL3, and the data Q0 serving as the head data is input. Then, data Q0 to QV are continuously input with clocks CL3 to CL17. As described above, in the present embodiment, by arranging write data in a continuous format on the CPU side, the target image data is written for each X address without re-inputting the address.
また、半導体記憶装置1の別の形態として、疑似SRAM(SRAMインタフェースを有し、DRAMセルを使用したRAM)を用いた場合の動作を説明する。疑似SRAMでは、仕様においてXアドレスとYアドレスとを読み出し又は書き込みコマンドとともに送信することが規定される。そのため、データの読み出し動作及び書き込み動作は、図31、32に示すタイミングチャートの動作となる。図31は、疑似SRAMにおける読み出し動作のタイミングチャートを示すものである。図31に示すように、疑似SRAMでは、読み出しコマンドREDと共にXアドレス及びYアドレスが入力され、その後データが読み出される。また、図32は、疑似SRAMにおける書き込み動作のタイミングチャートを示すものである。図32に示すように、疑似SRAMでは、書き込みコマンドWRTと共にXアドレス、Yアドレス及び先頭データとなるデータQ0が入力され、その後データが連続して入力される。
As another form of the
本発明にかかる半導体記憶装置1では、多次元の画像データを1つのワード線に接続されるメモリセルに格納するため、本実施の形態のように、アドレス変換手法を用いてアドレス情報を保持しながらフルページ動作によって書き込むことが可能である。このようにすることで一枚の画像データをアドレスの再入力を行なうことなく一度のフルページ動作で読み出し又は書き込むことができる。これによって、本発明の半導体記憶装置1は、アドレス及びコマンドの再入力及びプリチャージ動作の時間を削減できるため、メモリへの高速アクセスを実現することができる。
In the
実施の形態8
実施の形態8では、データの書き込みの際にセルアレイ内のメモリセルに対してリセット動作を一度行い、その後データの書き込みを実施する例について説明する。図33に実施の形態8におけるワード線セレクタ16、メモリセルアレイ17、センスアンプ/ライトアンプ18部分の詳細なブロック図を示す。なお、図33には、後述するクリア信号CLRを生成するブロックとして論理回路12を示した。
In
図33に示すように、ワード線セレクタ16は、ワード線Xを選択的に駆動するワード線セレクタの機能に加えてリセット制御回路16aを有する。リセット制御回路16aは、例えば論理回路12から出力されるクリア信号CLRに基づきセルアレイのビット線DTにリセット電位(例えば、接地電位)を与える。セルアレイ17は、ビット線DT、DBを含むビット線対Yと、ビット線DT、DBのいずれか一方とワード線Xとの間に接続されるメモリセルがMCと、を有する。メモリセルMCは、データを記憶する記憶素子である。なお、図33では、図面簡単化のため、4つのワード線Xと4つのビット線対Yのみを示したが、実際にはこれよりも遙かに多くのワード線Xとビット線対を有する。センスアンプ/ライトアンプ18は、センスアンプSAとライトアンプWAとを有すが、これら回路は同じ回路を共通して用いることが可能である。図33では、実施の形態7の特徴的な動作に関わるライトアンプWAのみを示した。
As shown in FIG. 33, the
ここで、実施の形態8における半導体記憶装置1のデータ書き込み動作について説明する。図34にデータ書き込み動作のタイミングチャートを示す。図34に示す例では、0番目のワード線Xと0番目のビット線対Yとに接続されるメモリセルMCにデータ「1」を書き込み、他のメモリセルMCにはデータ「0」を書き込む例を示すものである。図34に示すように、書き込み動作では、クロックCL1で動作開始コマンドACTとともにYアドレスが入力され、そしてクロックCL3で書き込みコマンドWRTとともにXアドレス及び入力データが入力される。そして、クロックCL3での書き込みコマンドWRT、Xアドレス及び入力データの入力に伴い、クロックCL3〜CL4の期間にクリア信号CLRが立ち上がる。このクリア信号CLRの立ち上がりに応じて、ビット線DTはプリチャージ電圧(例えばVDD/2)からロウレベルになる。一方、ビット線DBは、ライトアンプの増幅動作によりビット線DTとは逆に、プリチャージ電圧(例えばVDD/2)からハイレベルになる。これにより、各ビット線対はデータ「0」の状態となる。つまり、全てのメモリセルMCがデータ「0」を保持する状態となる。クロックCL4以降は、メモリセルMCへのデータの書き込みを行なうために、クリア信号CLRは立ち下げる。
Here, a data write operation of the
続いて、クロックCL4からメモリセルMCへのデータの書き込みを行なう。図34に示す例では、データ「1」を書き込むメモリセルMCは1つ(0番目のビット線対Yに接続されるメモリセルのみ)である。そのため、クロックCL4で0番目のビット線対Yの電位を反転させて、0番目のビット線対Yに接続されるメモリセルMCにデータ「1」を書き込む。このとき、実施の形態7では、データ「0」を書き込むメモリセルMCに対しては、メモリセルのリセット値と書き込みデータの値とが同じであるため書き込み動作は行なわない。 Subsequently, data is written from the clock CL4 to the memory cell MC. In the example shown in FIG. 34, the number of memory cells MC to which data “1” is written is one (only the memory cells connected to the 0th bit line pair Y). Therefore, the potential of the 0th bit line pair Y is inverted by the clock CL4, and the data “1” is written to the memory cell MC connected to the 0th bit line pair Y. At this time, in the seventh embodiment, the memory cell MC to which data “0” is written is not subjected to the write operation because the reset value of the memory cell and the value of the write data are the same.
上記説明より、実施の形態8にかかる半導体記憶装置1では、メモリセルMCに対するデータの書き込みを行なう前にメモリセルMCを一度リセットし、リセット状態と異なるデータ値を有するメモリセルMCに対してのみデータの書き込み動作を行なう。つまり、すでにメモリセルMCに他のデータが書き込まれている状態であっても、リセット動作によってメモリセルMCに格納されているデータをリセット状態とする。このため、実施の形態8にかかる半導体記憶装置1では、メモリセルMCに格納されているデータにかかわらず、その後に書き込みデータにおいてリセット状態と異なる値を格納するメモリセルMCに対してのみ書き込み動作を行なう。これにより、データの書き込み動作を行なうメモリセルMCの個数を削減できるため、データの書き込み動作にかかる時間を削減することができる。
From the above description, in the
実施の形態9
実施の形態9において示す例は、実施の形態1における半導体記憶装置1のアドレス変換回路15を他のブロックとは別の半導体装置としたものである。実施の形態9における半導体記憶装置1のブロック図を図35に示す。図35に示すように、実施の形態9における半導体記憶装置1は、アドレス変換回路15以外のブロックを有するメモリ1aとアドレス変換回路15とが異なる半導体装置として設けられている。そして、アドレス変換回路15は、メモリ1aとCPU30との間に設けられている。実施の形態9におけるアドレス変換回路15は、CPU30からXアドレス及びYアドレスを受信して、それを上記実施の形態と同様にセルアレイ行アドレスCAX及びセルアレイ列アドレスCAYに変換して、メモリ1aへのXアドレス及びYアドレスとして出力する。なお、実施の形態9においても、コマンド及びデータは、CPU30からメモリ1aに直接入力される。
Embodiment 9
In the example shown in the ninth embodiment, the
また、CPU30は、一般的なSDRAM等にアドレスデータを送信する場合、動作開始コマンドACTとともにセルアレイ行アドレスCAXに対応したYアドレスを送信し、読み出しコマンドRED又は書き込みコマンドWRTとともにセルアレイ列アドレスCAYに対応したXアドレスを送信する。そして、アドレス変換回路15では、Xアドレス及びYアドレスの一部を使用してメモリ1aに入力するセルアレイ行アドレスCAX及びセルアレイ列アドレスCAYを生成する。そのため、実施の形態9では、CPU30のアドレスデータ送信方法を他の実施の形態とは異なるものに変更する。
Further, when transmitting address data to a general SDRAM or the like, the
図36に、実施の形態9における読み出し動作のタイミングチャートを示す。図36に示す例は、図29に示した動作と同じ動作を実施の形態9の半導体記憶装置1に適用したものである。図36に示すように、実施の形態9では、CPU30が動作開始コマンドACTとともにセルアレイ行アドレスCAXとして利用される5ビット目から7ビット目までのYアドレスを送信する。そして、アドレス変換回路15は、受信したアドレスデータに基づきセルアレイ行アドレスCAXをメモリ1aに出力する。その後、読み出しコマンドREDとともにセルアレイ列アドレスCAYとして利用される1ビット目から4ビット目までのYアドレスと1ビット目から3ビット目までのXアドレスが送信される。そして、アドレス変換回路15は、受信したアドレスデータに基づきセルアレイ列アドレスCAYをメモリ1aに出力する。
FIG. 36 shows a timing chart of the read operation in the ninth embodiment. In the example shown in FIG. 36, the same operation as that shown in FIG. 29 is applied to the
また、図37に、実施の形態9における書き込み動作のタイミングチャートを示す。図37に示す例は、図30に示した動作と同じ動作を実施の形態9の半導体記憶装置1に適用したものである。図37に示すように、実施の形態9では、CPU30が動作開始コマンドACTとともにセルアレイ行アドレスCAXとして利用される5ビット目から7ビット目までのYアドレスをアドレス変換回路15に送信する。そして、アドレス変換回路15は、受信したアドレスデータに基づきセルアレイ行アドレスCAXをメモリ1aに出力する。その後、CPU30は、読み出しコマンドREDとともにセルアレイ列アドレスCAYとして利用される1ビット目から4ビット目までのYアドレスと1ビット目から3ビット目までのXアドレスをアドレス変換回路15に送信する。そして、アドレス変換回路15は、受信したアドレスデータに基づきセルアレイ列アドレスCAYをメモリ1aに出力する。
FIG. 37 shows a timing chart of the write operation in the ninth embodiment. In the example shown in FIG. 37, the same operation as that shown in FIG. 30 is applied to the
このように、CPU30のアドレス出力方法を変更することで、アドレス変換回路15を別の半導体装置として設けても上記実施の形態と同様の動作を行なうことができる。また、アドレス変換回路15を別の半導体装置とすることで、一般的なメモリを利用して、上記実施の形態と同様に消費電力の削減及びメモリアクセスの高速化を実現することができる。
In this manner, by changing the address output method of the
実施の形態10
実施の形態9では、CPU30が出力するアドレスデータをその都度選択して出力しなければならない。アドレスを選択的に出力する場合、CPU30の動作が複雑化する問題がある。そこで、実施の形態10では、実施の形態9のアドレス変換回路15の前段にラッチ回路31を設ける。このラッチ回路31を有する半導体記憶装置1のブロック図を図38に示す。
In the ninth embodiment, the address data output by the
ラッチ回路31は、CPU30から出力されるアドレスデータ及びコマンドデータを受信し、アドレスデータを一時的に記憶し、受信したコマンドに応じて選択的にアドレスを出力する。また、ラッチ回路31は、選択したアドレスデータと同期して受信したコマンドデータをアドレス変換回路15に出力する。例えば、ラッチ回路31は、CPU30からXアドレス及びYアドレスを受信し、CPU30が動作開始コマンドACTを出力した場合、動作開始コマンドACTに同期してセルアレイ行アドレスCAXとして利用される5ビット目から7ビット目までのYアドレスを出力する。また、CPU30が読み出しコマンドRED又は書き込みコマンドWRTを出力した場合、読み出しコマンドRED又は書き込みコマンドWRTに同期してセルアレイ列アドレスCAYとして利用される1ビット目から4ビット目までのYアドレスと1ビット目から3ビット目までのXアドレスを出力する。
The
図39に実施の形態10における読み出し動作のタイミングチャートを示す。図39に示す例は、図29に示した動作と同じ動作を実施の形態10の半導体記憶装置1に適用したものである。図39に示すように、実施の形態10では、CPU10が動作開始コマンドACTとともにXアドレス及びYアドレスを送信する。そして、ラッチ回路31は、動作開始コマンドACTとともにセルアレイ行アドレスCAXとして利用される5ビット目から7ビット目までのYアドレスをアドレス変換回路15に送信する。アドレス変換回路15は、受信したアドレスデータに基づきセルアレイ行アドレスCAXをメモリ1aに出力する。その後、ラッチ回路31は、読み出しコマンドREDとともにセルアレイ列アドレスCAYとして利用される1ビット目から4ビット目までのYアドレスと1ビット目から3ビット目までのXアドレスをアドレス変換回路15に送信する。アドレス変換回路15は、受信したアドレスデータに基づきセルアレイ列アドレスCAYをメモリ1aに出力する。
FIG. 39 shows a timing chart of the read operation in the tenth embodiment. In the example shown in FIG. 39, the same operation as that shown in FIG. 29 is applied to the
また、図40に実施の形態10における書き込み動作のタイミングチャートを示す。図40に示す例は、図30に示した動作と同じ動作を実施の形態10の半導体記憶装置1に適用したものである。図40に示すように、実施の形態10では、ラッチ回路31が動作開始コマンドACTに同期してセルアレイ行アドレスCAXとして利用される5ビット目から7ビット目までのYアドレスをアドレス変換回路15に送信する。そして、アドレス変換回路15は、受信したアドレスデータに基づきセルアレイ行アドレスCAXをメモリ1aに出力する。その後、ラッチ回路31は、書き込みコマンドWRTとともにセルアレイ列アドレスCAYとして利用される1ビット目から4ビット目までのYアドレスと1ビット目から3ビット目までのXアドレスをアドレス変換回路15に送信する。アドレス変換回路15は、受信したアドレスデータに基づきセルアレイ列アドレスCAYをメモリ1aに出力する。
FIG. 40 shows a timing chart of the write operation in the tenth embodiment. In the example shown in FIG. 40, the same operation as that shown in FIG. 30 is applied to the
上記説明より、本実施の形態にかかるラッチ回路31を設けることで、CPU30は出力するアドレスを選択することなく出力することが可能になる。これにより、CPU30の動作が簡易化され、CPU30上で動作するプログラムの設計を簡易化することができる。
From the above description, by providing the
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、本発明は記憶セルが格子状に配置される記憶装置であれば適用可能であって、DRAMに限らずフラッシュメモリ等に適用することも可能である。また、上記説明では、主にデータの読み出し動作について説明したが、書き込み動作においても読み出し動作と同様な効果を得ることができる。また、上記実施の形態において説明した半導体記憶装置に入力するアドレスの変換手法や入力方法をプログラム記述によって実現することも可能である。プログラムによって上記動作を実現した場合、ハードウェアの変更は必要ない。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. For example, the present invention can be applied to any memory device in which memory cells are arranged in a lattice pattern, and can be applied not only to a DRAM but also to a flash memory or the like. In the above description, the data read operation is mainly described. However, the same effect as the read operation can be obtained in the write operation. It is also possible to realize the address conversion method and input method input to the semiconductor memory device described in the above embodiment by program description. When the above operation is realized by a program, no hardware change is required.
1 半導体記憶装置
10 クロック生成回路
11 コマンドデコーダ
12 論理回路
13 モードレジスタ
14 アドレス制御回路
15 アドレス変換回路
15a〜15d イメージマップ回路
15e イメージマップセレクタ
16 ワード線セレクタ
17 セルアレイ
18 ライトアンプ/センスアンプ
19 アンプセレクタ
20 ラッチ回路
21 入出力バッファ
30 CPU
31 ラッチ回路
WL ワード線アドレス
BL ビット線アドレス
BA バンクアドレス
CAX セルアレイ行アドレス
CAY セルアレイ列アドレス
CKE クロックイネーブル信号
CLK クロック信号
CLKb 反転クロック信号
CS チップセレクト信号
WE ライトイネーブル信号
DQ データ
DESCRIPTION OF
31 latch circuit WL word line address BL bit line address BA bank address CAX cell array row address CAY cell array column address CKE clock enable signal CLK clock signal CLKb inverted clock signal CS chip select signal WE write enable signal DQ data
Claims (14)
前記データを記憶する記憶セルが格子状に配置されたセルアレイと、
行方向に配置された前記記憶セルを活性化させる複数のワード線のいずれか一本を選択して駆動するワード線セレクタと、
列方向に配置された前記記憶セルに対してデータの書き込み及び読み出しを行なう複数のライトアンプ及びセンスアンプと、
前記複数のライトアンプ及びセンスアンプのうちいずれか1つを選択して、選択したライトアンプ及びセンスアンプへの前記データの入出力を行なうアンプセレクタと、
前記データの前記座標情報に基づき前記ワード線セレクタに与える一つの行アドレスを生成し、前記データの前記座標情報を一次元化して、前記アンプセレクタに与える列アドレスを生成するアドレス変換回路と、
を有する半導体記憶装置。 A semiconductor memory device that stores data having a multidimensional space based on the coordinate information of the data,
A cell array in which memory cells for storing the data are arranged in a grid pattern;
A word line selector that selects and drives any one of a plurality of word lines that activate the memory cells arranged in a row direction;
A plurality of write amplifiers and sense amplifiers for writing and reading data to and from the memory cells arranged in the column direction;
An amplifier selector that selects one of the plurality of write amplifiers and sense amplifiers, and inputs and outputs the data to and from the selected write amplifier and sense amplifier;
An address conversion circuit for generating one row address to be given to the word line selector based on the coordinate information of the data, making the coordinate information of the data one-dimensional, and generating a column address to be given to the amplifier selector;
A semiconductor memory device.
前記データの座標情報のうち一つの座標情報に基づき前記データが格納される行アドレスを決定し、
一次元化した前記座標情報に基づいて前記データ格納される列アドレスを決定する
半導体記憶装置におけるデータの格納方法。 A data storage method in a semiconductor memory device, in which memory cells for storing data have a cell array arranged in a grid pattern, and data having a multidimensional space is stored in the cell array based on the coordinate information of the data. ,
Determining a row address in which the data is stored based on one coordinate information of the coordinate information of the data;
A data storage method in a semiconductor memory device, wherein a column address for storing the data is determined based on the coordinate information that has been made one-dimensional.
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