專(zhuān)利名稱(chēng)：基于動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器核心的多端口存儲(chǔ)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，特別是涉及裝備有多個(gè)端口的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。
背景技術(shù)：
多端口存儲(chǔ)器，它們是裝備有多個(gè)端口的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，可以分成不同的類(lèi)型。當(dāng)下文中使用術(shù)語(yǔ)“多端口存儲(chǔ)器”時(shí)，它指的是具有多個(gè)端口的存儲(chǔ)器，該多端口存儲(chǔ)器允許從任何一個(gè)端口獨(dú)立地存取到一個(gè)公共存儲(chǔ)器陣列。這樣一個(gè)存儲(chǔ)器可以有一個(gè)A端口和一個(gè)B端口，并允許對(duì)于公共存儲(chǔ)器陣列從與A端口鏈接的CPU和從與B端口鏈接的CPU獨(dú)立地進(jìn)行讀/寫(xiě)操作。
一個(gè)多端口存儲(chǔ)器裝備有一個(gè)稱(chēng)為判優(yōu)器的判優(yōu)電路。判優(yōu)器確定從多個(gè)端口接收的各存取要求的優(yōu)先權(quán)，存儲(chǔ)器陣列的控制電路根據(jù)確定的優(yōu)先權(quán)一個(gè)接一個(gè)的進(jìn)行存取操作。例如，一個(gè)存取要求越早到達(dá)一個(gè)端口，就會(huì)給予該存取越高的優(yōu)先權(quán)。
在這種情形中，因?yàn)殡S機(jī)地從多個(gè)接口存取存儲(chǔ)器陣列，所以在執(zhí)行了讀或?qū)懙拇嫒〔僮骱笮枰⒓词勾鎯?chǔ)器陣列復(fù)位，從而保證存儲(chǔ)器陣列已經(jīng)為下一次存取作好了準(zhǔn)備。即，如果響應(yīng)一個(gè)來(lái)自一個(gè)給定端口的存取使一條字線保持在一個(gè)選出的狀態(tài)，和如一般在DRAM中使用的列存取操作中那樣連續(xù)地動(dòng)移各列地址以便讀出連續(xù)的數(shù)據(jù)，則在該操作期間來(lái)自另一個(gè)端口的存取將一直等待著。因此，在每次讀或?qū)懖僮骱笮枰⒓词勾鎯?chǔ)器陣列復(fù)位。
常規(guī)地，已經(jīng)典型地將一個(gè)SRAM用作一個(gè)多端口存儲(chǔ)器的一個(gè)存儲(chǔ)器陣列。這是因?yàn)橐粋€(gè)SRAM允許高速隨機(jī)存取，而且可以進(jìn)行非破壞性讀操作。
在一個(gè)具有兩個(gè)端口的多端口存儲(chǔ)器中，例如，一個(gè)SRAM存儲(chǔ)單元具有兩組字線和各位線對(duì)。一個(gè)端口用一組字線和一個(gè)位線對(duì)實(shí)施讀/寫(xiě)操作，另一個(gè)端口用另一組字線和一個(gè)位線對(duì)實(shí)施讀/寫(xiě)操作。在這種方式中，能夠從兩個(gè)不同的端口獨(dú)立地實(shí)施讀/寫(xiě)操作。然而，因?yàn)楫?dāng)兩個(gè)端口企圖在同一時(shí)間將數(shù)據(jù)寫(xiě)入同一存儲(chǔ)單元時(shí)不可能同時(shí)進(jìn)行兩個(gè)寫(xiě)操作，所以給予一個(gè)端口進(jìn)行寫(xiě)操作的優(yōu)先權(quán)，而給予另一個(gè)端口一個(gè)BUSY(忙碌)信號(hào)。這稱(chēng)為一個(gè)BUSY狀態(tài)。
當(dāng)開(kāi)發(fā)一個(gè)系統(tǒng)使它有改善的性能時(shí)，可以由該系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)量也增加了。結(jié)果，一個(gè)多端口存儲(chǔ)器需要很大的容量。然而，SRAM型多端口存儲(chǔ)器有一個(gè)缺點(diǎn)，即存儲(chǔ)單元的尺寸大。
為了消除這個(gè)缺點(diǎn)，在一個(gè)多端口存儲(chǔ)器中采用一個(gè)DRAM陣列是可以理解的。為了得到比多端口SRAM高得非常多的電路密度，需要用于多端口存儲(chǔ)器的一個(gè)DRAM存儲(chǔ)單元以與一個(gè)典型的DRAM單元相同的方式只與一條字線和一條位線連接。如果以這樣一種方式用DRAM元件制成存儲(chǔ)塊，則如果一個(gè)端口正在對(duì)一個(gè)給定的存儲(chǔ)塊執(zhí)行讀或?qū)懖僮鳎硪粋€(gè)端口就不能存取該存儲(chǔ)塊。這是因?yàn)樵谝粋€(gè)DRAM存儲(chǔ)單元中只可以有一個(gè)非破壞性讀操作。即，當(dāng)讀信息時(shí)，不能選擇在同一個(gè)存儲(chǔ)塊中的另一條字線直到在存儲(chǔ)單元中這個(gè)信息被放大和恢復(fù)與一條字線和一條位線被預(yù)先充電為止。
因?yàn)檫@個(gè)原因，如果一個(gè)給定的端口存取一個(gè)正在被另一個(gè)端口存取的存儲(chǔ)塊，則將檢測(cè)出一個(gè)BUSY狀態(tài)。只有當(dāng)多個(gè)端口同時(shí)對(duì)同一個(gè)存儲(chǔ)單元發(fā)出寫(xiě)要求時(shí)，在SRAM型多端口存儲(chǔ)器中才會(huì)出現(xiàn)BUSY狀態(tài)。另一方面，當(dāng)多個(gè)端口同時(shí)對(duì)同一個(gè)存儲(chǔ)單元發(fā)出任何類(lèi)型的存取要求時(shí)，在DRAM型多端口存儲(chǔ)器中會(huì)出現(xiàn)BUSY狀態(tài)。所以在DRAM型存儲(chǔ)器中出現(xiàn)BUSY狀態(tài)的概率非常大于在SRAM型存儲(chǔ)器中出現(xiàn)BUSY狀態(tài)的概率。進(jìn)一步，一旦處在BUSY狀態(tài)中，DRAM型多端口存儲(chǔ)器就會(huì)受到不能進(jìn)行希望的操作或由于等待時(shí)間處理變得很慢這種問(wèn)題的困擾。
然而，與SRAM型多端口存儲(chǔ)器不同，DRAM型多端口存儲(chǔ)器需要一個(gè)周期地進(jìn)行的刷新操作以便保持存儲(chǔ)的信息，從而必須采取某種措施保證適當(dāng)?shù)乃⑿露〞r(shí)。
因此，本發(fā)明的目的是提供能夠消除特別與DRAM有關(guān)的各問(wèn)題的DRAM型多端口存儲(chǔ)器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)一般的目的是提供能夠基本上消除由已有技術(shù)的限制和缺點(diǎn)引起的一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件(多端口存儲(chǔ)器)。
我們將在下列描述中提出本發(fā)明的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，并且一部分特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將從描述和所附各圖變得很清楚，或者可以根據(jù)描述中提供的指導(dǎo)通過(guò)實(shí)踐本發(fā)明來(lái)了解這些特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。我們將通過(guò)用使普通的熟練的技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明的那種完整，清楚，扼要和精確的術(shù)語(yǔ)在說(shuō)明書(shū)中具體指出由一個(gè)多端口存儲(chǔ)器能夠?qū)崿F(xiàn)和得到的本發(fā)明的各目的以及各其它的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。
為了實(shí)現(xiàn)這些和其它的優(yōu)點(diǎn)及根據(jù)本發(fā)明的目的，如在這里具體地和廣泛地描述的那樣，本發(fā)明提供這樣一個(gè)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，該器件包括每個(gè)端口都接受指令的數(shù)量為N的多個(gè)外部端口和一個(gè)在輸入到一個(gè)外部端口的各指令的最小時(shí)間間隔期間至少執(zhí)行N次存取操作的內(nèi)部電路。
進(jìn)一步，提供一個(gè)判優(yōu)電路，該判優(yōu)電路確定一個(gè)內(nèi)部電路執(zhí)行輸入到N個(gè)外部端口的多個(gè)指令時(shí)的指令執(zhí)行次序。
在上面描述的本發(fā)明中，當(dāng)指令進(jìn)入N個(gè)端口時(shí)，所有的與N個(gè)端口對(duì)應(yīng)的N個(gè)指令在任何給定的端口的最小指令周期內(nèi)被一個(gè)接著一個(gè)地執(zhí)行。因此，一個(gè)與任何給定端口有關(guān)的存取指令出現(xiàn)在器件外部中并在最小指令周期內(nèi)被執(zhí)行。在這種情形中，只有當(dāng)從多個(gè)端口存取同一個(gè)地址時(shí)才會(huì)發(fā)生一個(gè)BUSY信號(hào)。這樣就可以得到和SRAM型多端口存儲(chǔ)器的BUSY狀態(tài)出現(xiàn)概率一樣低的BUSY狀態(tài)出現(xiàn)概率。
而且在本發(fā)明的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件中，內(nèi)部電路包括一個(gè)存儲(chǔ)單元陣列，該陣列是由許多動(dòng)態(tài)型存儲(chǔ)單元和一個(gè)定義各存儲(chǔ)單元被刷新的定時(shí)的刷新電路組成的。在第一模式中，響應(yīng)一個(gè)輸入到N個(gè)外部端口中的至少一個(gè)端口的刷新指令刷新各存儲(chǔ)單元，在第二模式中，在刷新電路確定的定時(shí)刷新各存儲(chǔ)單元。
如上面描述的本發(fā)明具有第一個(gè)操作模式，其中響應(yīng)一個(gè)來(lái)自一個(gè)外部端口的指令執(zhí)行刷新操作，和第二個(gè)操作模式，其中響應(yīng)內(nèi)部刷新電路執(zhí)行刷新操作。因?yàn)檫@個(gè)配置，允許一個(gè)外部端口像一個(gè)用于刷新管理的端口那樣地操作，以便在各恒定的時(shí)間間隔接收刷新指令，或者如果這個(gè)用于刷新管理的端口處在一個(gè)去激活狀態(tài)，則內(nèi)部刷新電路實(shí)施刷新操作。這使按照系統(tǒng)配置以一種靈活的方式管理刷新操作成為可能。


圖1是用于解釋本發(fā)明原理(第1方面)的圖；圖2是表示當(dāng)只有一個(gè)端口正在被使用時(shí)實(shí)施的一個(gè)刷新操作的圖。
圖3A到3C是在2個(gè)端口，3個(gè)端口和N個(gè)端口的情形中用于解釋本發(fā)明原理的圖；圖4是表示根據(jù)本發(fā)明(第1方面)的多端口存儲(chǔ)器的第1實(shí)施例的方框圖；圖5是與到一個(gè)判優(yōu)器的指令輸入有關(guān)的電路方框圖；圖6A和6B是表示判優(yōu)器的一個(gè)配置的電路圖；圖7是表示判優(yōu)器操作的定時(shí)圖；圖8是與到一個(gè)DRAM芯的地址輸入有關(guān)的電路方框圖；圖9是與數(shù)據(jù)輸出有關(guān)的電路方框圖；圖10是表示一個(gè)傳輸信號(hào)發(fā)生電路的配置的電路圖。
圖11是與數(shù)據(jù)輸入有關(guān)的電路方框圖；圖12是表示當(dāng)連續(xù)輸入Read(讀)指令時(shí)實(shí)施的操作的定時(shí)圖；圖13是表示當(dāng)連續(xù)輸入Write(寫(xiě))指令時(shí)實(shí)施的操作的定時(shí)圖；圖14是表示當(dāng)A端口和B端口兩者都操作在最大時(shí)鐘頻率上時(shí)的定時(shí)圖；圖15是表示當(dāng)A端口和B端口兩者都操作在最大時(shí)鐘頻率上時(shí)的定時(shí)圖；圖16是表示當(dāng)指令從Read指令改變到Write指令時(shí)的操作的定時(shí)圖；圖17是表示當(dāng)指令從“Read”改變到“Write”時(shí)輸入一個(gè)刷新指令的定時(shí)的圖；圖18是表示當(dāng)使一個(gè)端口去激活時(shí)實(shí)施的操作的定時(shí)圖；圖19是表示當(dāng)使兩個(gè)端口去激活時(shí)實(shí)施的操作的定時(shí)圖；圖20A和20B是表示DRAM芯操作的定時(shí)圖；圖21是表示當(dāng)只使一個(gè)端口操作時(shí)實(shí)施的兩倍速率操作的定時(shí)圖；圖22是表示當(dāng)通過(guò)使時(shí)鐘頻率兩倍高使數(shù)據(jù)傳輸速率兩倍時(shí)兩倍速率操作的定時(shí)圖；圖23是用于解釋本發(fā)明(第1方面)的第2實(shí)施例的圖；圖24是表示根據(jù)本發(fā)明(第1方面)的多端口存儲(chǔ)器的第2實(shí)施例的方框圖；圖25A和25B是用于解釋連續(xù)模式的定時(shí)圖；圖26是表示當(dāng)對(duì)于A端口的Read指令和B端口的Write指令產(chǎn)生BUSY信號(hào)時(shí)實(shí)施的操作的定時(shí)圖；圖27是表示當(dāng)對(duì)于A端口的Read指令和B端口的Write指令產(chǎn)生BUSY信號(hào)時(shí)實(shí)施的操作的定時(shí)圖；圖28是表示當(dāng)對(duì)于A端口的Write指令和B端口的Write指令產(chǎn)生BUSY信號(hào)時(shí)實(shí)施的操作的定時(shí)圖；圖29是表示當(dāng)對(duì)于A端口的Write指令和B端口的Write指令產(chǎn)生BUSY信號(hào)時(shí)實(shí)施的操作的定時(shí)圖；圖30是表示在一個(gè)能夠處理由控制器發(fā)出的中斷指令的配置中操作的定時(shí)圖；圖31是表示根據(jù)本發(fā)明(第1方面)的第2實(shí)施例的多端口存儲(chǔ)器的一個(gè)地址比較器，一個(gè)BUSY I/O系統(tǒng)，和一個(gè)中斷系統(tǒng)的配置的圖；圖32是表示主器件操作的定時(shí)圖；圖33是表示從器件操作的定時(shí)圖；圖34是表示當(dāng)兩個(gè)端口的寫(xiě)地址相同時(shí)實(shí)施的主器件操作的定時(shí)圖；圖35是表示當(dāng)兩個(gè)端口的寫(xiě)地址相同時(shí)實(shí)施的從器件操作的定時(shí)圖；圖36是表示當(dāng)兩個(gè)端口的寫(xiě)地址相互匹配使控制器發(fā)出中斷指令時(shí)主器件操作的定時(shí)圖；圖37是表示當(dāng)兩個(gè)端口的寫(xiě)地址相互匹配使控制器發(fā)出中斷指令時(shí)從器件操作的定時(shí)圖；圖38是用于解釋本發(fā)明(第2方面)的原理的圖，表示當(dāng)對(duì)于兩個(gè)端口實(shí)施讀操作時(shí)的情形；圖39是用于解釋本發(fā)明(第2方面)的原理的圖，表示脈沖串長(zhǎng)度為4的例子；圖40是表示在2和3個(gè)端口的情景情形中在一個(gè)最小外部指令周期和各內(nèi)部操作周期之間的關(guān)系的圖；圖41是表示在n個(gè)端口的情形中在一個(gè)最小外部指令周期和各內(nèi)部操作周期之間的關(guān)系的圖；圖42是表示根據(jù)本發(fā)明(第2方面)的一個(gè)實(shí)施例的多端口存儲(chǔ)器的配置的圖；圖43A到43C是表示根據(jù)本發(fā)明(第2方面)的實(shí)施例的多端口存儲(chǔ)器的配置的圖；圖44是表示根據(jù)第1實(shí)施例與指令處理有關(guān)的各裝置的配置的圖；圖45是表示根據(jù)第1實(shí)施例與指令處理有關(guān)的各裝置的配置的圖；圖46是判優(yōu)器的實(shí)施例；圖47是表示根據(jù)第1實(shí)施例與地址處理有關(guān)的部分的配置的圖；圖48是表示根據(jù)第1實(shí)施例與數(shù)據(jù)輸出有關(guān)的部分的配置的圖；圖49是表示圖48的傳輸信號(hào)發(fā)生電路的圖。
圖50是表示根據(jù)第1實(shí)施例與數(shù)據(jù)輸入有關(guān)的部分的配置的圖；圖51是表示當(dāng)將Read指令接連地輸入兩個(gè)端口時(shí)實(shí)施的操作的圖；圖52是表示當(dāng)將Read指令接連地輸入兩個(gè)端口時(shí)實(shí)施的操作的圖；圖53表示當(dāng)接連地輸入Write指令時(shí)的例子；圖54表示當(dāng)A端口和B端口兩者都操作在最大時(shí)鐘頻率上進(jìn)行Read操作時(shí)實(shí)施的操作；圖55表示當(dāng)A端口和B端口兩者都操作在最大時(shí)鐘頻率上進(jìn)行Read操作時(shí)實(shí)施的操作；圖56是表示當(dāng)A端口和B端口兩者都操作在最大時(shí)鐘頻率上進(jìn)行Write操作時(shí)實(shí)施的操作的圖；圖57是表示當(dāng)兩個(gè)端口都操作在最高頻率，并用內(nèi)部產(chǎn)生的刷新指令使從Write指令改變到Read指令時(shí)實(shí)施的操作的時(shí)間圖；圖58是表示當(dāng)兩個(gè)端口都操作在最高頻率，并用內(nèi)部產(chǎn)生的刷新指令使從寫(xiě)指令改變到讀指令時(shí)實(shí)施的操作的時(shí)間圖；圖59A和59B是DRAM芯操作的定時(shí)圖；圖60是表示刷新電路的配置的電路圖；圖61是表示第2判優(yōu)器的電路配置的圖；圖62表示兩個(gè)端口經(jīng)受Write→Read的指令改變，和在REF傳輸禁止期間發(fā)生一個(gè)刷新定時(shí)器事件的情形；圖63表示兩個(gè)端口經(jīng)受Write→Read的指令改變，和在REF傳輸禁止期間發(fā)生一個(gè)刷新定時(shí)器事件的情形；圖64表示兩個(gè)端口如上面情形一樣經(jīng)受Write→Read的指令改變，但是在REF傳輸禁止期間前發(fā)生一個(gè)刷新定時(shí)器的情形；圖65表示兩個(gè)端口如上面情形一樣經(jīng)受Write→Read的指令改變，但是在REF傳輸禁止期間前發(fā)生一個(gè)刷新定時(shí)器的情形；圖66表示只有A端口經(jīng)受Write→Read的指令變遷，和在REF傳輸禁止期間發(fā)生一個(gè)刷新定時(shí)器事件的情形；圖67表示只有A端口經(jīng)受Write→Read的指令變遷，和在REF傳輸禁止期間發(fā)生一個(gè)刷新定時(shí)器事件的情形；圖68表示在兩個(gè)端口連續(xù)寫(xiě)的情形的定時(shí)圖；圖69表示在兩個(gè)端口連續(xù)寫(xiě)的情形的定時(shí)圖；圖70表示與圖57和圖58所示的第1實(shí)施例操作對(duì)應(yīng)的第2實(shí)施例操作的定時(shí)圖；圖71表示與圖57和圖58所示的第1實(shí)施例操作對(duì)應(yīng)的第2實(shí)施例操作的定時(shí)圖；圖72表示與圖56所示的第1實(shí)施例操作對(duì)應(yīng)的第2實(shí)施例操作的定時(shí)圖；圖73是用于解釋本發(fā)明(第3方面)的原理的圖，表示對(duì)于兩個(gè)端口實(shí)施讀操作的情形；圖74是用于解釋本發(fā)明(第3方面)的原理的圖，表示脈沖串長(zhǎng)度為4的例子；圖75是表示在2和3個(gè)端口情形中在一個(gè)最小外部指令周期和各內(nèi)部操作周期之間關(guān)系的圖；圖76是表示在N個(gè)端口情形中在一個(gè)最小外部指令周期和各內(nèi)部操作周期之間關(guān)系的圖；圖77是表示根據(jù)本發(fā)明(第3方面)的一個(gè)實(shí)施例的多端口存儲(chǔ)器的配置的圖；圖78A到78C是表示根據(jù)本發(fā)明(第3方面)的上述實(shí)施例的多端口存儲(chǔ)器的配置的圖；
圖79是表示根據(jù)第1實(shí)施例與指令處理有關(guān)的各裝置的配置的圖；圖80是表示根據(jù)第1實(shí)施例與指令處理有關(guān)的各裝置的配置的圖；圖81是判優(yōu)器的實(shí)施例；圖82是表示指令寄存器的配置的圖；圖83是表示指令寄存器的配置的圖；圖84A和圖84B表示寄存器控制電路的操作；圖85是表示指令寄存器操作的圖；圖86是表示指令寄存器操作的圖；圖87是表示根據(jù)第1實(shí)施例與地址處理有關(guān)的部分的配置的圖；圖88是表示根據(jù)第1實(shí)施例與數(shù)據(jù)輸出有關(guān)的部分的配置的圖；圖89是表示圖88的傳輸信號(hào)發(fā)生電路的圖；圖90是表示根據(jù)實(shí)施例與數(shù)據(jù)輸入有關(guān)的部分的配置的圖；圖91是表示根據(jù)實(shí)施例與數(shù)據(jù)輸入有關(guān)的部分的配置的圖；圖92表示當(dāng)將Read指令接連地輸入兩個(gè)端口時(shí)實(shí)施的操作；圖93表示當(dāng)將Read指令接連地輸入兩個(gè)端口時(shí)實(shí)施的操作；圖94表示當(dāng)將接連地輸入Write指令時(shí)的例子；圖95表示當(dāng)A端口和B端口兩者都操作在最大時(shí)鐘頻率上進(jìn)行Read操作時(shí)實(shí)施的操作；圖96表示當(dāng)A端口和B端口兩者都操作在最大時(shí)鐘頻率上進(jìn)行Read操作時(shí)實(shí)施的操作；圖97是表示當(dāng)A端口和B端口兩者操作在最大時(shí)鐘頻率上進(jìn)行Write操作時(shí)實(shí)施的操作的圖；圖98是表示當(dāng)兩個(gè)端口操作都在最高頻率，并用內(nèi)部產(chǎn)生的刷新指令使從Write指令改變到Read指令時(shí)實(shí)施的操作的時(shí)間圖；圖99是表示當(dāng)兩個(gè)端口都操作在最高頻率，并用內(nèi)部產(chǎn)生的刷新指令使從Write指令改變到Read指令時(shí)實(shí)施的操作的時(shí)間圖；圖100A和100B是DRAM芯操作的定時(shí)圖；
圖101是表示根據(jù)本發(fā)明(第4方面)的多端口存儲(chǔ)器的實(shí)施例的方框圖；圖102是表示根據(jù)本發(fā)明(第4方面)的多端口存儲(chǔ)器操作的一個(gè)例子的定時(shí)圖；圖103是表示根據(jù)本發(fā)明(第4方面)的多端口存儲(chǔ)器操作的一個(gè)例子的定時(shí)圖；圖104是表示根據(jù)本發(fā)明(第4方面)的多端口存儲(chǔ)器操作的另一個(gè)例子的定時(shí)圖；圖105是表示指令譯碼器寄存器的方框圖；圖106是根據(jù)本發(fā)明(第4方面)的實(shí)施例的判優(yōu)器的方框圖；圖107是表示判優(yōu)器操作的定時(shí)圖；圖108是地址緩沖器/寄存器和地址改變電路的方框圖；圖109是存儲(chǔ)塊的方框圖；圖110A和110B是表示存儲(chǔ)塊操作的定時(shí)圖；圖111表示根據(jù)本發(fā)明(第5方面)的多端口存儲(chǔ)器的第1實(shí)施例；圖112表示多端口存儲(chǔ)器的I/O電路5010和存儲(chǔ)塊MB的詳細(xì)情況；圖113表示地址比較電路的詳細(xì)情況；圖114表示比較器的詳細(xì)情況；圖115表示當(dāng)加到加到輸入/輸出端口PORT-A和PORT-B的行地址信號(hào)RA相互匹配時(shí)實(shí)施的比較器操作；圖116表示當(dāng)行地址信號(hào)RA在輸入/輸出端口PORT-A和PORT-B之間不匹配時(shí)比較器的操作；圖117表示當(dāng)加到輸入/輸出端口PORT-A和PORT-B的行地址信號(hào)RA在時(shí)鐘信號(hào)CLKA與時(shí)鐘信號(hào)CLKB具有不同周期的條件下匹配時(shí)比較器的操作；圖118表示提供給圖112所示的判優(yōu)電路的判優(yōu)控制電路；圖119表示當(dāng)加到輸入/輸出端口PORT-A和PORT-B的行地址信號(hào)匹配時(shí)實(shí)施的判優(yōu)控制電路的操作；圖120表示當(dāng)加到輸入/輸出端口PORT-A和PORT-B的行地址信號(hào)RA相互匹配時(shí)實(shí)施的操作；圖121表示當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)CLKA和CLKB的周期相同，時(shí)鐘信號(hào)CLKA的相位超前時(shí)鐘信號(hào)CLKB的相位多于半個(gè)周期時(shí)實(shí)施的操作；圖122表示當(dāng)幾乎同時(shí)加到輸入/輸出端口PORT-A和PORT-B的行地址信號(hào)RA相互不同時(shí)的操作；圖123表示多端口存儲(chǔ)器的第2實(shí)施例和根據(jù)本發(fā)明(第5方面)控制多端口存儲(chǔ)器的方法；圖124表示多端口存儲(chǔ)器的第3實(shí)施例和控制根據(jù)本發(fā)明(第5方面)控制多端口存儲(chǔ)器的方法；圖125表示判優(yōu)控制電路的詳細(xì)情況；圖126表示當(dāng)加到輸入/輸出端口PORT-A和PORT-B的行地址信號(hào)相互匹配時(shí)實(shí)施的判優(yōu)控制電路的操作；圖127表示當(dāng)輸入/輸出端口PORT-A和PORT-B接收有效指令A(yù)CT和相同的行地址信號(hào)RA時(shí)實(shí)施讀操作的方法；圖128表示當(dāng)將有效指令A(yù)CT和相互不同的行地址信號(hào)RA加到輸入/輸出端口PORT-A和PORT-B時(shí)實(shí)施讀操作的方法；圖129表示當(dāng)輸入/輸出端口PORT-A和PORT-B接收有效指令A(yù)CT和相同行地址信號(hào)RA時(shí)實(shí)施寫(xiě)操作的方法；圖130表示對(duì)于輸入/輸出端口PORT-A連續(xù)地實(shí)施寫(xiě)操作和讀操作，和對(duì)于輸入/輸出端口PORT-B相繼地實(shí)施指向與輸入/輸出端口PORT-A的寫(xiě)操作的行地址信號(hào)RA相同的行地址信號(hào)RA的寫(xiě)操作和指向與輸入/輸出端口PORT-A的讀操作的行地址信號(hào)RA相同的行地址信號(hào)RA的寫(xiě)操作的情形；圖131表示對(duì)于輸入/輸出端口PORT-A連續(xù)地實(shí)施寫(xiě)操作和讀操作，和對(duì)于輸入/輸出端口PORT-B相繼地實(shí)施指向與輸入/輸出端口PORT-A的寫(xiě)操作的行地址信號(hào)RA相同的行地址信號(hào)RA的讀操作和指向與輸入/輸出端口PORT-A的讀操作的行地址信號(hào)RA相同的行地址信號(hào)RA的寫(xiě)操作的情形；圖132表示在時(shí)鐘信號(hào)CLKA和CLKB具有不同的時(shí)鐘周期的情形中當(dāng)加到輸入/輸出端口PORT-A和PORT-B的行地址信號(hào)相互匹配時(shí)實(shí)施的操作；圖133表示多端口存儲(chǔ)器的第4實(shí)施例和根據(jù)本發(fā)明(第5方面)控制多端口存儲(chǔ)器的方法；圖134表示當(dāng)輸入/輸出端口PORT-A和PORT-B接收有效指令A(yù)CT和相同的行地址信號(hào)RA時(shí)實(shí)施讀操作的方法；圖135表示當(dāng)將有效指令A(yù)CT和不同的行地址信號(hào)RA加到輸入/輸出端口PORT-A和PORT-B時(shí)實(shí)施讀操作的方法；圖136表示將有效指令A(yù)CT和相同的行地址信號(hào)RA加到輸入/輸出端口PORT-A和PORT-B，實(shí)施寫(xiě)操作，接著加上有效指令A(yù)CT和不同的行地址信號(hào)RA，導(dǎo)致實(shí)施寫(xiě)操作的情形；圖137表示將有效指令A(yù)CT和相同的行地址信號(hào)RA加到輸入/輸出端口PORT-A和PORT-B，實(shí)施寫(xiě)操作，接著加上有效指令A(yù)CT和相同的行地址信號(hào)RA，導(dǎo)致在輸入/輸出端口PORT-A實(shí)施讀操作和在輸入/輸出端口PORT-B實(shí)施寫(xiě)操作的情形；圖138表示將有效指令A(yù)CT和相同的行地址信號(hào)RA加到輸入/輸出端口PORT-A和PORT-B，實(shí)施寫(xiě)操作和讀操作，接著加上有效指令A(yù)CT和不同的行地址信號(hào)RA，導(dǎo)致實(shí)施寫(xiě)操作和讀操作的情形；圖139表示根據(jù)多端口存儲(chǔ)器的第5實(shí)施例的多端口存儲(chǔ)器的操作和控制本發(fā)明(第5方面)的多端口存儲(chǔ)器的方法。
具體實(shí)施例方式
下面，我們參照所附各圖描述本發(fā)明的各實(shí)施例。
我們首先描述本發(fā)明(第1方面)的原理。
圖1是用于解釋本發(fā)明(第1方面)的原理的圖。雖然圖1表示用于解釋2個(gè)端口情形中的原理的圖，但是即便提供了兩個(gè)以上的端口(N個(gè)端口)也可以得到相同的操作。
等效于內(nèi)部電路(DRAM芯)操作的兩個(gè)周期的時(shí)間跨度定義為外部指令周期的一個(gè)周期。即，芯操作周期是外部指令周期的速率的兩倍。由內(nèi)部存儲(chǔ)器在兩倍速率以指令越早到達(dá)就越早處理指令的這種次序?qū)M(jìn)入A端口和B端口的指令進(jìn)行處理。然后將輸出數(shù)據(jù)傳送到每個(gè)端口。即，在一個(gè)芯操作周期中實(shí)施包括選擇一條字線，放大數(shù)據(jù)，選擇一條列線，讀和寫(xiě)操作，預(yù)沖電操作的一系列操作，從而對(duì)相關(guān)的存儲(chǔ)塊完成一個(gè)存取操作。
例如，在與圖1的A端口有關(guān)的外部指令周期的定時(shí)C1，在A端口進(jìn)入一個(gè)Read指令。進(jìn)一步，在一個(gè)與B端口有關(guān)的外部指令周期的定時(shí)C1′，在B端口進(jìn)入一個(gè)Read指令。因?yàn)锳端口的Read指令的定時(shí)稍微早一些，所以這個(gè)Read指令在進(jìn)入B端口的讀指令之前被執(zhí)行。這里，一個(gè)外部指令周期對(duì)應(yīng)于4個(gè)時(shí)鐘脈沖周期。如圖1所示，在與1個(gè)芯操作周期對(duì)應(yīng)的2個(gè)時(shí)鐘脈沖周期中執(zhí)行和完成每個(gè)Read指令。因此，響應(yīng)在等效于一個(gè)外部指令周期的4個(gè)時(shí)鐘脈沖周期的時(shí)間間隔中進(jìn)入A端口和B端口的Read指令，能夠?qū)嵤┳x操作，而不會(huì)產(chǎn)生一個(gè)BUSY狀態(tài)即便來(lái)自A端口的讀存取和來(lái)自B端口的讀存取都指向同一個(gè)存儲(chǔ)塊。這通過(guò)在2個(gè)時(shí)鐘脈沖周期中執(zhí)行和完成每個(gè)存取來(lái)實(shí)現(xiàn)。
在這種方式中，即便多個(gè)端口同時(shí)存取同一個(gè)存儲(chǔ)塊，因?yàn)閮?nèi)部存儲(chǔ)器能夠以?xún)杀兜乃俣冗M(jìn)行相繼的和連續(xù)的處理，所以也不會(huì)產(chǎn)生一個(gè)BUSY狀態(tài)。
而且，當(dāng)如圖1所示從器件外部(例如在A端口)給出一個(gè)刷新指令時(shí)，在該器件內(nèi)部能夠?qū)嵤┧⑿虏僮鞫粫?huì)影響來(lái)自另一個(gè)端口(即本例中的B端口)的存取。在這種情形中，可以選擇多個(gè)端口中的一個(gè)(即圖1例中的A端口)作為進(jìn)行刷新管理的端口，總是從這個(gè)端口進(jìn)入刷新指令。
而且，數(shù)據(jù)輸出可以取來(lái)從多個(gè)列地址并行地讀出數(shù)據(jù)和通過(guò)在輸出時(shí)將并行數(shù)據(jù)變換成串行數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)的脈沖串的形式。這增加了數(shù)據(jù)傳輸速率并使響應(yīng)連續(xù)的Read指令連續(xù)地輸出數(shù)據(jù)成為可能。
圖2是表示當(dāng)只有一個(gè)端口正在被使用時(shí)實(shí)施的刷新操作的圖。
如圖2所示，當(dāng)提供2個(gè)端口，例如，A端口和B端口時(shí)，不需要讓2個(gè)端口都操作。在器件內(nèi)提供一個(gè)刷新定時(shí)器使內(nèi)部產(chǎn)生刷新指令成為可能。
如圖2所示，例如，當(dāng)一個(gè)端口(例如，B端口)不在操作時(shí)能夠內(nèi)部產(chǎn)生刷新指令，從而執(zhí)行刷新指令而不會(huì)影響在A端口的存取。
現(xiàn)在我們考慮一個(gè)例子，其中當(dāng)進(jìn)行刷新管理時(shí)，控制器A控制A端口，控制器B控制B端口。在這種情形中，如果存在一個(gè)如上述的內(nèi)部刷新功能，則當(dāng)只用A端口時(shí)B端口能夠完全停止。這就能夠減少由于下面的系統(tǒng)操作的改變引起的功率消耗。
圖3A到3C是當(dāng)2個(gè)端口，3個(gè)端口和N個(gè)端口時(shí)用于解釋本發(fā)明原理的圖。
如上面所描述的，本發(fā)明也可應(yīng)用于有3個(gè)或更多端口的多端口存儲(chǔ)器。圖3A表示在如圖1和圖2所示的提供2個(gè)端口的情形中1個(gè)端口的操作。圖3B表示在3個(gè)端口的情形中1個(gè)端口的操作，圖3C表示N個(gè)端口的情形。如圖3C所示，可以適當(dāng)?shù)貙?nèi)部操作周期的長(zhǎng)度設(shè)定在1/N與N個(gè)端口存儲(chǔ)器的情形中的外部指令周期一樣長(zhǎng)。
下面，我們描述根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件。
圖4是表示根據(jù)本發(fā)明的多端口存儲(chǔ)器的第1實(shí)施例的方框圖。在這個(gè)例子中，提供了具有2個(gè)端口，即A端口和B端口的配置。
圖4的多端口存儲(chǔ)器10包括A端口11，B端口12，自刷新電路13，DRAM芯14，判優(yōu)器15，刷新指令寄存器16，指令寄存器A 17，指令寄存器B 18，刷新地址寄存器19，地址寄存器A 20，地址寄存器B 21，寫(xiě)數(shù)據(jù)寄存器A 22，寫(xiě)數(shù)據(jù)寄存器B 23，傳輸門(mén)A 24，和傳輸門(mén)B 25。
A端口11包括模寄存器31，CLK緩沖器32，數(shù)據(jù)I/O電路33，地址緩沖器34，和指令譯碼器35。進(jìn)一步，B端口12包括模寄存器41，CLK緩沖器42，數(shù)據(jù)I/O電路43，地址緩沖器44，和指令譯碼器45。在A端口11和B端口12，分別與時(shí)鐘信號(hào)CLKA和CLKB同步地獨(dú)立地建立到外部總線的存取和來(lái)自外部總線的存取。模寄存器31和41能夠在其中存儲(chǔ)對(duì)于各端口的模式設(shè)定如數(shù)據(jù)等待時(shí)間和脈沖串長(zhǎng)度。在這個(gè)實(shí)施例中，A端口11和B端口12兩者都具有各自的模寄存器，使每個(gè)端口都能進(jìn)行模式設(shè)定。然而，可以將模寄存器只安排在一個(gè)端口中，例如，使得對(duì)于2個(gè)端口的設(shè)置可以由對(duì)這一個(gè)端口的設(shè)置來(lái)實(shí)現(xiàn)。
自刷新電路13包括刷新定時(shí)器46和刷新指令發(fā)生器47。自刷新電路13在器件中產(chǎn)生刷新指令，分別從A端口11和B端口12接收信號(hào)CKEA1和CKEB1。信號(hào)CKEA1和CKEB1是分別用CLK緩沖器32和42對(duì)外部信號(hào)CKEA和CKEB進(jìn)行緩沖得到的。用外部信號(hào)CKEA和CKEB暫停各端口的時(shí)鐘緩沖器并使各端口去基活。如果使A端口11和B端口12中的一個(gè)進(jìn)入去激活狀態(tài)，則自刷新電路13開(kāi)始它的操作。在模寄存器31和41中進(jìn)行了設(shè)置，使得一個(gè)端口負(fù)責(zé)刷新管理的情形中，當(dāng)負(fù)責(zé)刷新管理的的端口變得不操作時(shí)可以激活自刷新電路13。
進(jìn)一步，DRAM芯包括存儲(chǔ)器陣列51，譯碼器52，控制電路53，WriteAmp(寫(xiě)放大器)54和讀出緩沖器55。存儲(chǔ)器陣列51在其中存儲(chǔ)被寫(xiě)和被讀的數(shù)據(jù)，并包括DRAM存儲(chǔ)單元，單元門(mén)晶體管，字線，位線，讀出放大器，列線，列門(mén)等。譯碼器52對(duì)被存取的地址進(jìn)行譯碼。控制電路53控制DRAM芯14的操作。WriteAmp 54放大寫(xiě)入存儲(chǔ)器陣列51的數(shù)據(jù)。讀出緩沖器55放大從存儲(chǔ)器陣列51讀出的數(shù)據(jù)。
將到A端口11的輸入傳輸給地址寄存器A 20，刷新指令寄存器16，指令寄存器A 17和寫(xiě)數(shù)據(jù)寄存器A 22。進(jìn)一步，將到B端口12的輸入加到地址寄存器B 21，刷新指令寄存器16，指令寄存器B 18和寫(xiě)數(shù)據(jù)寄存器B 23。
判優(yōu)器(判優(yōu)電路)15確定指令進(jìn)入的次序，以便確定將用于在A端口11和B端口12之間進(jìn)行處理的優(yōu)先權(quán)給予哪個(gè)指令。以確定的次序，判優(yōu)器15將指令，地址和數(shù)據(jù)(在寫(xiě)操作的情形中)從各寄存器傳輸給DRAM芯14。DRAM芯14根據(jù)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。在Read指令的情形中，將從DRAM芯14讀出的數(shù)據(jù)傳輸給輸入相應(yīng)指令的端口，然后將該數(shù)據(jù)從并行數(shù)據(jù)變換成串行數(shù)據(jù)，接著與這個(gè)端口的時(shí)鐘同步地輸出。
圖5是與輸入到判優(yōu)器15的指令有關(guān)的電路的方框圖；指令譯碼器35包括輸入緩沖器61，指令譯碼器62和(n-1)時(shí)鐘延遲電路63。而且，指令譯碼器45包括輸入緩沖器71，指令譯碼器72和(n-1)時(shí)鐘延遲電路73。指令寄存器A 17包括讀指令寄存器17-1和寫(xiě)指令寄存器17-2。而且，指令寄存器B 18包括讀指令寄存器18-1和寫(xiě)指令寄存器18-2。
在Read指令的情形中，分別通過(guò)指令譯碼器62或72將輸入到輸入緩沖器61或71的指令傳輸給讀指令寄存器17-1或18-1，而沒(méi)有任何定時(shí)操作。在Write指令的情形中，由(n-1)時(shí)鐘延遲電路63或73使進(jìn)入的指令延遲(n-1)時(shí)鐘，然后在當(dāng)輸入一系列要被寫(xiě)的脈沖串?dāng)?shù)據(jù)的第n個(gè)數(shù)據(jù)(即最后一個(gè)數(shù)據(jù))時(shí)的定時(shí)將它傳輸給寫(xiě)指令寄存器17-2或18-2。
在刷新指令的情形中，將從A端口11，B端口12或刷新指令發(fā)生器47提供的刷新指令傳輸?shù)剿⑿轮噶罴拇嫫?6。因?yàn)椴⒉蝗绱私?jīng)常地出現(xiàn)刷新指令，所以不需要提供多個(gè)刷新指令寄存器。進(jìn)一步，從模寄存器31和41提供輸入到刷新指令發(fā)生器47的自刷新設(shè)置信息，該信息指出各端口中的哪一個(gè)負(fù)責(zé)刷新管理。
判優(yōu)器15檢測(cè)將指令傳輸?shù)礁髦噶罴拇嫫鞯拇涡?，并以這個(gè)次序?qū)⒅噶钜粋€(gè)接著一個(gè)地傳輸?shù)紻RAM控制電路53。
當(dāng)接收指令時(shí)(或當(dāng)接近指令執(zhí)行的結(jié)束時(shí))，DRAM控制電路53產(chǎn)生RESET1信號(hào)，讓判優(yōu)器15為下一個(gè)指令作好準(zhǔn)備。在這個(gè)實(shí)施例的特定的配置中，當(dāng)RESET1信號(hào)結(jié)束時(shí)DRAM控制電路53接收下一個(gè)指令。
接收RESET1信號(hào)時(shí)，判優(yōu)器15將復(fù)位信號(hào)ResetRA，ResetWA，ResetRB，ResetWB和ResetREF中的一個(gè)加到指令寄存器A 17，指令寄存器B 18和刷新指令寄存器16中相應(yīng)的一個(gè)。通過(guò)這個(gè)操作，使在其中存儲(chǔ)了已經(jīng)傳輸給DRAM芯14的指令的指令寄存器復(fù)位，在這個(gè)指令寄存器中準(zhǔn)備接收下一個(gè)指令。
圖6A和6B是表示判優(yōu)器15的配置的電路圖。
如圖6A所示，判優(yōu)器15包括比較器80-1到80-10，AND(“與”)電路81-1到81-5，AND電路82-1到82-5，AND電路83-1到83-5，延遲電路84-1到84-5，倒相器85到87，NAND(“與非”)電路88和倒相器89和90。比較器80-1到80-10每個(gè)都具有相同的電路配置，如圖6B所示，包括NAND電路91和92和倒相器93和94。
將來(lái)自指令寄存器A 17的讀指令信號(hào)RA2和寫(xiě)指令信號(hào)WA2，來(lái)自指令寄存器B 18的讀指令信號(hào)RB2和寫(xiě)指令信號(hào)WB2，和來(lái)自刷新指令寄存器16的刷新指令REF2加到判優(yōu)器15。對(duì)于由選擇5個(gè)指令信號(hào)中的2個(gè)得到的全部10個(gè)組合，10個(gè)比較器80-1到80-10根據(jù)指令到達(dá)的定時(shí)確定哪一個(gè)指令比另一個(gè)早。
每個(gè)比較器比較2個(gè)指令的定時(shí)，將各輸出中的一個(gè)設(shè)置在HIGH(高)，它與在其它輸入前已經(jīng)接收了HIGH的輸入相應(yīng)。例如，比較器80-1到80-4中的每一個(gè)確定來(lái)自A端口11的讀指令信號(hào)RA2或4個(gè)其它的指令中對(duì)應(yīng)的一個(gè)中哪一個(gè)是較早的。如果讀指令信號(hào)RA2比4個(gè)其它的指令中的任何一個(gè)早，則將從AND電路81-1輸出的讀指令信號(hào)RA31設(shè)置在HIGH。當(dāng)RESET1信號(hào)是LOW(低)時(shí)，從判優(yōu)器15將這個(gè)讀指令信號(hào)RA31加到DRAM芯14作為讀指令信號(hào)RA3。
當(dāng)DRAM芯14接收指令時(shí)，DRAM芯14產(chǎn)生是HIGH的RESET1信號(hào)。由倒相器85到87，NAND電路88和倒相器89將這個(gè)RESET1信號(hào)變換成脈沖信號(hào)，并加到AND電路83-1到83-5。當(dāng)Read指令信號(hào)RA31是HIGH時(shí)，例如，通過(guò)延遲電路84-1產(chǎn)生使其中具有接收到的指令的指令寄存器復(fù)位的信號(hào)。
圖7是表示判優(yōu)器15的操作的定時(shí)圖。
具有圖7中列舉的名字的信號(hào)表示在圖6A的各位置中。圖7是表示當(dāng)將Read指令加到A端口11和B端口12上時(shí)判優(yōu)器15的操作。如圖7所示，選擇與A端口11對(duì)應(yīng)的Read指令RA2作為具有優(yōu)先權(quán)的指令，從而產(chǎn)生RA31，使得芯電路實(shí)施讀操作READ-A。響應(yīng)由此產(chǎn)生的復(fù)位信號(hào)RESET1，使讀指令信號(hào)RA2復(fù)位。對(duì)應(yīng)地，選擇與B端口12對(duì)應(yīng)的Read指令RB2，從而產(chǎn)生RB31。當(dāng)復(fù)位信號(hào)RESET1變成LOW時(shí)，將讀指令信號(hào)RB3加到芯電路，從而執(zhí)行讀操作READ-B。
圖8是與輸入到一個(gè)DRAM芯14的地址有關(guān)的電路方框圖。
A端口11的地址緩沖器34包括輸入緩沖器34-1，傳輸門(mén)34-2和OR(“或”)電路34-3。加入具有與從圖5所示的指令譯碼器62輸出的讀指令信號(hào)RA1的前沿對(duì)應(yīng)的脈沖的脈沖信號(hào)作為加到OR電路34-3的一個(gè)輸入端的RA1P。進(jìn)一步，加入具有與從圖5所示的指令譯碼器62輸出的寫(xiě)指令信號(hào)WA1的前沿對(duì)應(yīng)的脈沖的脈沖信號(hào)作為加到OR電路34-3的另一個(gè)輸入端的WA1P。下文中，在它的信號(hào)名稱(chēng)的未端具有字母“P”的信號(hào)代表具有從對(duì)應(yīng)的信號(hào)名稱(chēng)的信號(hào)的前沿產(chǎn)生的脈沖的信號(hào)。
B端口12的地址緩沖器44包括輸入緩沖器44-1，傳輸門(mén)44-2和OR電路44-3。
地址寄存器A 20包括地址鎖存器101，傳輸門(mén)102，地址鎖存器103，傳輸門(mén)104，傳輸門(mén)105，地址鎖存器106，和傳輸門(mén)107。進(jìn)一步，地址寄存器B 21包括地址鎖存器111，傳輸門(mén)112，地址鎖存器113，傳輸門(mén)114，傳輸門(mén)115，地址鎖存器116，和傳輸門(mén)117。
刷新地址寄存器19包括刷新地址計(jì)數(shù)器/寄存器19-1，倒相器19-2，和傳輸門(mén)19-3。由刷新地址計(jì)數(shù)器/寄存器19-1產(chǎn)生和保持刷新地址。
通過(guò)上述電路配置的操作，當(dāng)從器件外輸入Read指令或Write指令時(shí)，將與指令一起進(jìn)入的地址傳輸?shù)降刂锋i存器101或111。在Read指令的情形中將地址傳輸?shù)降刂锋i存器105或116而不需任何時(shí)間操作。在Write指令的情形中在取得一系列寫(xiě)數(shù)據(jù)的最后一個(gè)數(shù)據(jù)的定時(shí)將地址傳輸?shù)降刂锋i存器103或113。
如圖8的電路配置所示，響應(yīng)與各從判優(yōu)器15傳輸?shù)紻RAM芯14的指令信號(hào)RA3，WA3，RB3，WB3和REF3對(duì)應(yīng)的脈沖信號(hào)RA3P，WA3P，RB3P，WB3P和REF3P，將地址信號(hào)從一個(gè)地址鎖存器傳輸?shù)紻RAM芯14。
圖9是與數(shù)據(jù)輸出有關(guān)的電路方框圖。
與數(shù)據(jù)I/O電路33的數(shù)據(jù)輸出有關(guān)的部分包括數(shù)據(jù)鎖存器121，傳輸門(mén)122，數(shù)據(jù)鎖存器123，并行串行變換器124，輸出緩沖器125和傳輸信號(hào)發(fā)生電路126。而且，與數(shù)據(jù)I/O電路43的數(shù)據(jù)輸出有關(guān)的部分包括數(shù)據(jù)鎖存器131，傳輸門(mén)132，數(shù)據(jù)鎖存器133，并行串行變換器134，輸出緩沖器135和傳輸信號(hào)發(fā)生電路136。
從存儲(chǔ)器陣列51讀出的數(shù)據(jù)被讀出緩沖器55放大，分別通過(guò)傳輸門(mén)A 24或傳輸門(mén)B 25加到數(shù)據(jù)I/O電路33或數(shù)據(jù)I/O電路43。如果執(zhí)行的指令與從A端口11的數(shù)據(jù)讀出有關(guān)，則傳輸門(mén)A 24打開(kāi)，而如果執(zhí)行的的指令與從B端口12的數(shù)據(jù)讀出有關(guān)，則傳輸門(mén)B 25打開(kāi)。以這種方式提供的數(shù)據(jù)被數(shù)據(jù)鎖存器121或131鎖存和保持。
傳輸門(mén)122或132響應(yīng)從傳輸信號(hào)發(fā)生電路126或136提供的傳輸信號(hào)在一個(gè)相應(yīng)的端口接收讀指令后打開(kāi)預(yù)定等待時(shí)間。于是分別將數(shù)據(jù)鎖存器121或131的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)鎖存器123或133。此后用并行串行變換器124或134將數(shù)據(jù)從并行數(shù)據(jù)變換到串行數(shù)據(jù)。然后將該數(shù)據(jù)傳輸給輸出緩沖器125或135，并從那里輸出。
圖10是表示傳輸信號(hào)發(fā)生電路126或136的配置的電路圖。
傳輸信號(hào)發(fā)生電路126或136包括觸發(fā)器141到144和多路復(fù)用器145。將讀指令信號(hào)RA1或RB1加到觸發(fā)器141，并連續(xù)地與時(shí)鐘信號(hào)CLKA1或CLKB1同步地從一個(gè)觸發(fā)器傳輸?shù)较乱粋€(gè)。將等待時(shí)間信息A和B加到多路復(fù)用器145。這個(gè)等待時(shí)間信息例如用時(shí)鐘周期的數(shù)目確定等待時(shí)間的長(zhǎng)度。根據(jù)等待時(shí)間信息，多路復(fù)用器145選擇一個(gè)相應(yīng)的觸發(fā)器的Q輸出，并將它作為數(shù)據(jù)傳輸信號(hào)輸出。
圖11是與數(shù)據(jù)輸入有關(guān)的電路方框圖；與數(shù)據(jù)I/O電路33的數(shù)據(jù)輸入有關(guān)的部分包括數(shù)據(jù)輸入緩沖器151，串行并行變換器152和數(shù)據(jù)傳輸裝置153。與數(shù)據(jù)I/O電路43的數(shù)據(jù)輸入有關(guān)的部分包括數(shù)據(jù)輸入緩沖器154，串行并行變換器155和數(shù)據(jù)傳輸裝置156。
分別用串行并行變換器152或155將串行地輸入到數(shù)據(jù)輸入緩沖器151或154的數(shù)據(jù)變換成并行數(shù)據(jù)。當(dāng)輸入最后一個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)，將并行數(shù)據(jù)傳輸?shù)綄?xiě)數(shù)據(jù)寄存器A 22或?qū)憯?shù)據(jù)寄存器B 23。當(dāng)將Write指令從判優(yōu)器15傳輸?shù)紻RAM芯14時(shí)，響應(yīng)表示與Write指令到DRAM芯14的傳輸相應(yīng)的定時(shí)的信號(hào)WA3P或WB3P，將寫(xiě)數(shù)據(jù)寄存器A 22或?qū)憯?shù)據(jù)寄存器B 23的數(shù)據(jù)傳輸?shù)紻RAM芯14。
圖12是表示當(dāng)連續(xù)進(jìn)入Read指令時(shí)實(shí)施的操作的定時(shí)圖。
A端口11和B端口12分別與具有不同頻率的時(shí)鐘信號(hào)CLKA和CLKB同步地操作。在這個(gè)例子中，A端口11用最大時(shí)鐘頻率操作，而B(niǎo)端口12用較低的時(shí)鐘頻率操作。
A端口11具有下列設(shè)置讀指令周期＝4(CLKA)，數(shù)據(jù)等待時(shí)間＝4，和脈沖串長(zhǎng)度＝4。B端口12具有下列設(shè)置讀指令周期＝2(CLKA)，數(shù)據(jù)等待時(shí)間＝2，和脈沖串長(zhǎng)度＝2。在每個(gè)端口的模寄存器中設(shè)置數(shù)據(jù)等待時(shí)間和脈沖串長(zhǎng)度。
將由端口接收的指令存儲(chǔ)在各指令寄存器中。將刷新指令存儲(chǔ)在刷新指令寄存器中。判優(yōu)器監(jiān)視這些指令寄存器，并以接收指令的次序?qū)⒅噶顐鬏斀oDRAM芯。當(dāng)完成上一個(gè)指令的處理時(shí)傳輸下一個(gè)指令。
將從DRAM芯讀出的數(shù)據(jù)從讀出緩沖器傳輸?shù)礁鞫丝跀?shù)據(jù)鎖存器(請(qǐng)參見(jiàn)圖9)。以后將數(shù)據(jù)從并行變換成串行，作為脈沖串輸出與外部時(shí)鐘同步地輸出。
雖然曾經(jīng)從A端口輸入刷新指令，但是不影響B(tài)端口的操作，如圖12所示。
圖13是表示當(dāng)連續(xù)輸入Write指令時(shí)實(shí)施的操作的定時(shí)圖。
在寫(xiě)操作時(shí)從器件外部輸入的數(shù)據(jù)取脈沖串輸入的形式。Write指令存儲(chǔ)在寫(xiě)指令寄存器中的定時(shí)是輸入脈沖串輸入的最后一個(gè)數(shù)據(jù)的定時(shí)。
如圖13所示，從A端口提供的刷新指令不影響B(tài)端口的操作。
圖14是表示當(dāng)A端口和B端口兩者都操作在最大時(shí)鐘頻率上時(shí)的定時(shí)圖。
如圖14所示，在這些端口的時(shí)鐘信號(hào)之間可能存在相位差。兩個(gè)端口具有下列設(shè)置讀指令周期＝4，數(shù)據(jù)等待時(shí)間＝4，和脈沖串長(zhǎng)度＝4。如從圖可見(jiàn)的那樣，甚至當(dāng)兩個(gè)端口都操作在最大時(shí)鐘頻率和連續(xù)輸入Read指令時(shí)關(guān)于操作也沒(méi)有問(wèn)題。
圖15是表示當(dāng)A端口和B端口兩者都操作在最大時(shí)鐘頻率上時(shí)的定時(shí)圖。在圖15中，兩個(gè)端口連續(xù)地接收Write指令。
如圖15所示，在這些端口的時(shí)鐘信號(hào)之間可能存在相位差。兩個(gè)端口具有下列設(shè)置寫(xiě)指令周期＝4，數(shù)據(jù)等待時(shí)間＝4，和脈沖串長(zhǎng)度＝4。如從圖可見(jiàn)的那樣，甚至當(dāng)兩個(gè)端口都操作在最大時(shí)鐘頻率和連續(xù)輸入Write指令時(shí)也能夠進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟僮鳌?br> 圖16是表示當(dāng)指令從Read指令改變到Write指令時(shí)的各操作的定時(shí)圖；如圖16所示，當(dāng)與“Write→Read”或“Read→Write”的指令間隔比較時(shí)指令傳輸“Write→Read”需要一個(gè)額外的指令間隔。這是因?yàn)槲覀儌鬏擶rite指令以便在當(dāng)進(jìn)入脈沖串輸入的最后一個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)的定時(shí)對(duì)它進(jìn)行處理。相反地，為了對(duì)它進(jìn)行處理傳輸一個(gè)Read指令的定時(shí)定義為進(jìn)入Read指令的定時(shí)，使得當(dāng)相繼的指令是“Write→Read”時(shí)需要提供一個(gè)額外的指令間隔。這樣一個(gè)需要可以認(rèn)為是將取脈沖串輸入形式的輸入數(shù)據(jù)變換成并行數(shù)據(jù)這個(gè)事實(shí)引起的。如果只輸入一塊數(shù)據(jù)而不是如脈沖串輸入那樣輸入4塊數(shù)據(jù)，則甚至當(dāng)兩個(gè)相繼的指令都是“Write→Read”時(shí)也不需要提供一個(gè)額外的指令間隔。
在這種如對(duì)于一個(gè)Write寫(xiě)指令只輸入一塊數(shù)據(jù)那樣的配置中，即便用與“Write→Write”或“Read→Read”的情形中相同的指令間隔，也能夠?qū)τ凇癢rite→Read”指令連續(xù)性適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行操作。
圖17是表示當(dāng)指令從“Read”改變到“Write”時(shí)輸入刷新指令的定時(shí)圖。
在圖的頂部，表示出應(yīng)該進(jìn)入刷新指令的定時(shí)。在如說(shuō)明的期間中在任何定時(shí)都能適當(dāng)?shù)剡M(jìn)入刷新指令。例如，即便在圖17所示的定時(shí)輸入刷新指令，刷新指令只有當(dāng)完成前一個(gè)Write寫(xiě)指令時(shí)才開(kāi)始刷新操作，直到將刷新指令保存在備用狀態(tài)時(shí)為止。因此，只要刷新指令落在與這個(gè)備用狀態(tài)對(duì)應(yīng)的期間內(nèi)在任何定時(shí)都能適當(dāng)?shù)剡M(jìn)入刷新指令。
圖18是表示當(dāng)使一個(gè)端口去激活時(shí)實(shí)施的操作的定時(shí)圖；如圖18所示，當(dāng)使一個(gè)端口(即，圖18中的A端口)去激活時(shí)，根據(jù)刷新定時(shí)器內(nèi)部產(chǎn)生刷新指令，從而執(zhí)行刷新操作。
圖19是表示當(dāng)使兩個(gè)端口去激活時(shí)實(shí)施的操作的定時(shí)圖。
如圖19所示，當(dāng)使兩個(gè)端口去激活時(shí)，根據(jù)刷新定時(shí)器內(nèi)部產(chǎn)生刷新指令，從而執(zhí)行刷新操作。
圖20A和20B是表示DRAM芯操作的定時(shí)圖。
圖20A表示讀操作的情形，圖20B表示寫(xiě)操作的情形。在如圖20A和20B所示的操作定時(shí)，在完成整個(gè)操作前通過(guò)字線選擇，數(shù)據(jù)放大，寫(xiě)回，和預(yù)充電的相繼操作發(fā)出進(jìn)入的指令。
圖21是表示當(dāng)只使一個(gè)端口操作時(shí)實(shí)施的兩倍速率操作的定時(shí)圖；通過(guò)使兩個(gè)端口中的一個(gè)停止操作，可以將到操作端口的指令輸入間隔縮短一半。當(dāng)這種情形發(fā)生時(shí)，外部指令的最快周期和內(nèi)部動(dòng)作的最快周期彼此相同。在圖21的例子中，縮短了指令間隔而沒(méi)有改變時(shí)鐘頻率。在這個(gè)情形中，因?yàn)槊}沖串長(zhǎng)度也變得較短，所以數(shù)據(jù)傳輸速率與當(dāng)用兩個(gè)端口時(shí)的相同。
圖22是表示當(dāng)通過(guò)使時(shí)鐘頻率兩倍高使數(shù)據(jù)傳輸速率兩倍時(shí)兩倍速率操作的定時(shí)圖；在圖22中，當(dāng)使兩個(gè)端口中的一個(gè)停止操作時(shí)，將輸入到操作端口時(shí)鐘信號(hào)設(shè)置在高兩倍的頻率上。與此相關(guān)，指令輸入的時(shí)間間隔縮短一半。在這個(gè)情形中，因?yàn)槊}沖串長(zhǎng)度與當(dāng)用兩個(gè)端口時(shí)的相同，所以數(shù)據(jù)傳輸速率為當(dāng)用兩個(gè)端口時(shí)的兩倍那樣快。
此外，因?yàn)橹粚⑼獠繒r(shí)鐘信號(hào)輸入I/O電路裝置，所以如果將該電路裝置設(shè)計(jì)得能應(yīng)付高速操作則實(shí)際上容易完成兩倍速率操作。
圖23是用于解釋本發(fā)明的第2實(shí)施例的圖；一般，根據(jù)其用度擴(kuò)大存儲(chǔ)器。這同樣應(yīng)用于多端口存儲(chǔ)器的情形，可能存在為了擴(kuò)大存儲(chǔ)空間提供多個(gè)多端口存儲(chǔ)器的情形。
多端口存儲(chǔ)器包括判優(yōu)器，并檢測(cè)哪一個(gè)指令較早進(jìn)入各端口，接著以檢測(cè)出的次序執(zhí)行指令。甚至當(dāng)在幾乎相同的定時(shí)將指令輸入各端口時(shí)，也為相繼地執(zhí)行指令確定一個(gè)次序。在圖23所示的例子中，提供多個(gè)多端口存儲(chǔ)器200-1到200-n，從A端口控制器201和B端口控制器202，將相同的指令加到多端口存儲(chǔ)器200-1到200-n。即便同時(shí)將指令加到A端口和B端口，由于信號(hào)線有不同的長(zhǎng)度和/或電源噪聲的影響，指令到達(dá)每個(gè)多端口存儲(chǔ)器的相對(duì)定時(shí)也可能稍有不同。在這個(gè)情形中，每個(gè)多端口存儲(chǔ)器的判優(yōu)器能夠以從存儲(chǔ)器到存儲(chǔ)器不同的次序執(zhí)行指令。
如果到A端口的指令和到B端口的指令指向不同的地址，則存儲(chǔ)器件之間執(zhí)行指令的不同次序可能不會(huì)成為一個(gè)問(wèn)題。然而，當(dāng)各指令是對(duì)于同一個(gè)地址時(shí)，就會(huì)發(fā)生問(wèn)題。
例如，在當(dāng)寫(xiě)存取同一個(gè)存儲(chǔ)單元后讀出數(shù)據(jù)時(shí)與當(dāng)寫(xiě)存取同一個(gè)存儲(chǔ)單元前讀出數(shù)據(jù)時(shí)之間檢索的數(shù)據(jù)是不同的。而且，當(dāng)在寫(xiě)入A端口的數(shù)據(jù)后寫(xiě)入B端口的數(shù)據(jù)時(shí)B端口的數(shù)據(jù)保留在存儲(chǔ)器中，而如果以相反的次序進(jìn)行操作則A端口的數(shù)據(jù)保留在存儲(chǔ)器中。
如果以上面描述的方式從存儲(chǔ)器到存儲(chǔ)器執(zhí)行指令的次序不同，則關(guān)于數(shù)據(jù)的可靠性就存在嚴(yán)重的問(wèn)題。
因此，當(dāng)用多個(gè)多端口存儲(chǔ)器時(shí)，需要使判優(yōu)器作出的決定在存儲(chǔ)器之間保持一致。為此，本發(fā)明的第2實(shí)施例指定多端口存儲(chǔ)器中的一個(gè)為主器件200-1，并用其余的器件作為從器件200-2到200-n。從器件遵守由主器件的判優(yōu)器作出的決定。
圖24是表示根據(jù)本發(fā)明的多端口存儲(chǔ)器的第2實(shí)施例的方框圖。本例子的配置具有兩個(gè)端口即A端口和B端口。
與圖4所示的第1實(shí)施例的不同包括A端口11A和B端口12A分別具有BUSY信號(hào)I/O裝置36和46這個(gè)事實(shí)和提供地址比較器26比較A端口的地址和B端口的地址這個(gè)事實(shí)。如果地址比較器26檢測(cè)出地址匹配，因此產(chǎn)生匹配信號(hào)，則判優(yōu)器15A將轉(zhuǎn)變DRAM芯的操作模式以便開(kāi)始連續(xù)模式。
圖25A和25B是用于解釋連續(xù)模式的定時(shí)圖。
如圖(圖20)表示的第1實(shí)施例的操作所示，將DRAM芯的操作分成ROW(行)操作和COLUMM(列)操作。在本發(fā)明中，進(jìn)行ROW操作，COLUMM操作和預(yù)充電操作作為一系列的連續(xù)執(zhí)行操作，這定義了單個(gè)內(nèi)部操作周期。
在第2實(shí)施例中的連續(xù)模式與通常的DRAM的列存取操作相同，對(duì)于同一個(gè)存儲(chǔ)單元反復(fù)執(zhí)行一個(gè)指令。即，這個(gè)模式在ROW操作后多次執(zhí)行COLUMM操作后進(jìn)行預(yù)充電。當(dāng)連續(xù)地加上對(duì)同一個(gè)存儲(chǔ)單元地址的Write指令時(shí)，執(zhí)行后面的指令而不執(zhí)行前面的指令。這是因?yàn)榧幢阆嗬^地執(zhí)行了這些Write指令，由前面的指令寫(xiě)入的數(shù)據(jù)將被后面的指令的數(shù)據(jù)覆蓋。
如圖25A所示，連續(xù)模式允許使操作縮短到比通常內(nèi)部操作的2個(gè)周期短，從而提供額外的時(shí)間。將由這個(gè)額外時(shí)間得到的邊邊緣分配給在ROW操作和COLUMM操作之間的一個(gè)點(diǎn)(下文中將這個(gè)邊緣稱(chēng)為Wait(等待)期間)。在這個(gè)Wait期間中，實(shí)施用于使主器件和從器件之間的指令執(zhí)行次序一致的處理。
下面，我們說(shuō)明用BUSY信號(hào)使主器件和從器件之間的操作一致的過(guò)程。
為了保證在主器件和從器件之間有相同的指令執(zhí)行次序用BUSY信號(hào)。BUSY信號(hào)I/O裝置36和46用作輸出主器件200-1中的BUSY信號(hào)的BUSY輸出電路，和用作在從器件200-2到200-n中接收BUSY信號(hào)的BUSY輸入電路。將指示主器件標(biāo)識(shí)或從器件標(biāo)識(shí)的信息存儲(chǔ)在模寄存器31或41中。
存儲(chǔ)器件接收來(lái)自一個(gè)端口的指令，開(kāi)始如圖20A和20B所示的操作。
當(dāng)從其它的端口輸入指令，存取在ROW操作期間內(nèi)的同一個(gè)地址時(shí)，地址比較器26產(chǎn)生一個(gè)匹配信號(hào)。在重復(fù)這個(gè)匹配信號(hào)時(shí)，判優(yōu)器15A向DRAM芯14的控制電路53提供連續(xù)模式信號(hào)。響應(yīng)連續(xù)模式信號(hào)，DRAM芯14轉(zhuǎn)移到連續(xù)模式如圖25B所示。
在Wait期間中，主器件200-1根據(jù)判優(yōu)器15A作出的決定產(chǎn)生BUSY-A信號(hào)或BUSY-B信號(hào)。在這個(gè)例子中，對(duì)于一個(gè)被判優(yōu)器15A識(shí)別的較早已經(jīng)收到指令的端口產(chǎn)生BUSY信號(hào)。
類(lèi)似地，在Wait期間中，從器件檢測(cè)由主器件產(chǎn)生BUSY信號(hào)，改變由它自己的判優(yōu)器15A作出的決定，以便如果它不同于BUSY信號(hào)的指示就遵從主器件。然后根據(jù)改變了的指令次序?qū)嵤〤OLUMM操作。
圖26是表示當(dāng)對(duì)于A端口的Read指令和B端口的Write指令產(chǎn)生BUSY信號(hào)時(shí)實(shí)施的操作的定時(shí)圖。
在這個(gè)實(shí)施例中，BUSY信號(hào)具有一個(gè)指示選擇的邏輯級(jí)“L”。而且，優(yōu)先地傳輸和非同步地接收BUSY信號(hào)。這是因?yàn)樾枰谟邢薜腤ait期間內(nèi)迅速地交換BUSY信號(hào)。
在圖26的例子中，因?yàn)锳端口的ReadA2比B端口的WriteB2早，所以主器件在Wait期間中產(chǎn)生指示A端口的BUSY信號(hào)。從器件接收這個(gè)BUSY信號(hào)，并依靠A端口的ReadA2比B端口的WriteB2早。然后，主器件和從器件以首先ReadA2然后WriteB2的次序執(zhí)行在連續(xù)模式中的列操作。
圖27是表示當(dāng)對(duì)于A端口的Read指令和B端口的Write指令產(chǎn)生BUSY信號(hào)時(shí)實(shí)施的操作的定時(shí)圖。而圖26說(shuō)明A端口的Read指令較早的情形。圖27表示B端口的Write指令較早的情形。
圖28是表示當(dāng)對(duì)于A端口的Write指令和B端口的Write指令產(chǎn)生BUSY信號(hào)時(shí)實(shí)施的操作的定時(shí)28所示的操作例子是關(guān)于A端口的Write指令比B端口的Write指令早的情形。即，因?yàn)锳端口的WriteA2比B端口的WriteB2早，所以產(chǎn)生指示A端口的BUSY信號(hào)，并加到從器件上。在這種情形中，因?yàn)橥ㄟ^(guò)執(zhí)行A端口的Write指令被寫(xiě)入的數(shù)據(jù)將立即被覆蓋，所以只有B端口的寫(xiě)指令因?yàn)閃riteB2因?yàn)樗^后進(jìn)入而被執(zhí)行。
圖29是表示當(dāng)對(duì)于A端口的Write指令和B端口的Write指令產(chǎn)生BUSY信號(hào)時(shí)實(shí)施的操作的定時(shí)圖。
圖29所示的操作例子是關(guān)于B端口的Write指令比A端口的Write指令早的情形。在這種情形中，因?yàn)橥ㄟ^(guò)執(zhí)行B端口的Write指令被寫(xiě)入的數(shù)據(jù)將立即被替代，所以只有A端口的寫(xiě)指令WriteA2被執(zhí)行。在這個(gè)例子中，將A端口的時(shí)鐘頻率設(shè)置得稍低于B端口的時(shí)鐘頻率。雖然當(dāng)比較指令WriteA2和WriteB2時(shí)對(duì)于A端口指令輸入稍早，但是在接收最后一個(gè)數(shù)據(jù)輸入時(shí)是B端口較早。因此，確定B端口的Write指令比A端口的Write指令早。
上面提供的描述還沒(méi)有參考關(guān)于A端口的Read指令和B端口的Read指令的組合起來(lái)的情形。因?yàn)椴还芟鄬?duì)的定時(shí)如何，數(shù)據(jù)的可靠性不受影響，所以在這個(gè)情形中不需要產(chǎn)生BUSY信號(hào)。
圖30是表示在能夠處理由控制器發(fā)出的中斷指令的配置中的操作的定時(shí)圖。
“中斷指令”是當(dāng)開(kāi)始BUSY信號(hào)時(shí)指令改變由主器件的判優(yōu)器作出的決定的指示。造成中斷的方法包括a)作為指令輸入；b)提供專(zhuān)用的端子銷(xiāo)；c)用特定的地址組合；和
d)用BUSY信號(hào)。
方法d)用控制器對(duì)與為其產(chǎn)生BUSY信號(hào)的端口不同的端口提供BUSY信號(hào)，并安排主存儲(chǔ)器和從存儲(chǔ)器對(duì)它進(jìn)行檢測(cè)。
在圖30的例子中，當(dāng)對(duì)于A端口的Write指令和B端口的Write指令發(fā)生BUSY信號(hào)時(shí)產(chǎn)生中斷。如將圖28和圖29結(jié)合起來(lái)進(jìn)行的描述那樣，當(dāng)Write和Write的組合產(chǎn)生BUSY信號(hào)時(shí)只有A端口的Write指令和B端口的Write指令中的一個(gè)被執(zhí)行。結(jié)果，將失去較早進(jìn)入的數(shù)據(jù)。
在圖30中，A端口的WriteA2比B端口的WriteB2早，使產(chǎn)生指向A端口的BUSY信號(hào)。接收到主器件產(chǎn)生的BUSY信號(hào)后，控制器產(chǎn)生中斷指令以便防止刪除A端口的Write數(shù)據(jù)。
主器件和從器件從控制器接收中斷指令，改變由判優(yōu)器作出的決定，接著根據(jù)中斷指令在等待期間結(jié)束后執(zhí)行Write操作。即，判優(yōu)器改變它們的決定指出A端口的指令WriteA2比B端口的指令WriteB2晚，實(shí)施與WriteA2有關(guān)的寫(xiě)操作。這能夠防止A端口的寫(xiě)數(shù)據(jù)被刪除。在Write→Write組合的情形中，全部需要只是執(zhí)行寫(xiě)操作一次，使得可以分配比Read→Write組合或Write→Read組合的連續(xù)模式較長(zhǎng)的等待期間。于是可以利用這個(gè)等待期間響應(yīng)BUSY信號(hào)執(zhí)行中斷指令。
下面，我們描述用于實(shí)現(xiàn)上述操作的地址比較器，BUSY I/O系統(tǒng)和中斷系統(tǒng)的配置。
圖31是表示根據(jù)本發(fā)明的第2實(shí)施例的多端口存儲(chǔ)器的地址比較器，BUSY I/O系統(tǒng)，和中斷系統(tǒng)的配置的圖。
地址比較器26比較存儲(chǔ)在地址寄存器中的地址，并當(dāng)A端口11的地址和B端口12的地址之間存在匹配時(shí)輸出匹配信號(hào)。而且，為了指出哪兩個(gè)地址是匹配地址，產(chǎn)生信號(hào)ARA，AWA，ARB和AWB。例如，當(dāng)A端口的Write指令的地址和B端口的Write指令的地址顯示匹配時(shí)，將AWA和AWB設(shè)置在“H”。NAND電路208到210每個(gè)都得到這些信號(hào)的一個(gè)邏輯NAND，使得N1，N2和N3中的一個(gè)變成“L”。
在圖31左邊(在地址比較器26的下面)提供了BUSY信號(hào)I/O裝置36和46與中斷電路。根據(jù)模寄存器31或41的設(shè)置，BUSY和I/O硬件控制裝置211在主器件情形中響應(yīng)匹配信號(hào)的檢測(cè)產(chǎn)生激活信號(hào)(主)，和在從器件情形中產(chǎn)生激活信號(hào)(從)。激活信號(hào)(主)激活BUSY輸出電路212和213，而激活信號(hào)(從)激活BUSY輸入電路214和215。
在判優(yōu)器中，將選出的指令作為指令次序中的第一個(gè)輸出到輸出端RA3，WA3，RB3和WB3中的一個(gè)(即輸出端中的一個(gè)是“H”)。在主器件情形中，RA3到WB3被鎖存器216和217響應(yīng)信號(hào)N4鎖存起來(lái)，信號(hào)N4是由與匹配信號(hào)的前沿對(duì)應(yīng)的脈沖組成的。根據(jù)鎖存的數(shù)據(jù)輸出BUSY-A信號(hào)和BUSY-B信號(hào)。
在從器件情形中，如果接收到是“L”的BUSY-A信號(hào)，則將從中斷電路218輸出的信號(hào)N10設(shè)置在“L”。如果接收到是“L”的BUSY-B信號(hào)，則將從中斷電路219輸出的信號(hào)N11設(shè)置在“L”。當(dāng)信號(hào)N10和N11處于去激活狀態(tài)時(shí)，它們是“H”，當(dāng)檢測(cè)出BUSY信號(hào)或中斷指令時(shí)它們變成“L”。
中斷檢測(cè)裝置220檢測(cè)從控制器提供的中斷指令，并輸出中斷信號(hào)A或B。給予中斷信號(hào)對(duì)進(jìn)入的BUSY信號(hào)的優(yōu)先權(quán)，并將它們作為信號(hào)N10和N11傳輸出去。
圖31底部所示的三個(gè)比較器80-3，80-5和80-6是判優(yōu)器15A的比較電路的一部分(請(qǐng)參見(jiàn)圖6A和圖24)。這些比較器對(duì)于需要BUST確定的指令組合進(jìn)行比較。
圖32是表示一個(gè)主器件的操作的定時(shí)圖。圖33是表示一個(gè)從器件的操作的定時(shí)圖。
這三個(gè)定時(shí)圖說(shuō)明A端口的Read指令的地址和B端口的Write指令的地址相互匹配的情形。圖32的主器件決定A端口較早，圖33的從器件決定B端口較早。在這種情形中，主器件的比較器80-3輸出是“L”的N21和是“H”的N22。進(jìn)一步，從器件的比較器80-3輸出是“H”的N21和是“L”的N22。主器件產(chǎn)生BUSY-A信號(hào)，從器件在接收BUSY-A信號(hào)時(shí)將N10改變成“L”。因?yàn)樵谶@個(gè)時(shí)間點(diǎn)N1是“L”，所以通過(guò)NOR(“或非”)電路221和倒相器222將N10的LOW信號(hào)加到從器件的比較器80-3上。對(duì)應(yīng)地，從器件的比較器80-3的輸出改變到是“L”的N21和是“H”的N22。在這種方式中，改變了由判優(yōu)器作出的決定。
現(xiàn)在我考慮與上述情形相反的A端口的Write指令的地址和B端口的Read指令的地址相互匹配的情形。在這種情形中，從器件的比較器80-5輸出被改變，從而改變?cè)趶钠骷杏膳袃?yōu)器作出的決定。
比較WA2和WB2的比較器80-6具有一個(gè)不同于比較器80-3和80-5的外圍電路配置。這是因?yàn)楫?dāng)響應(yīng)Write和Write組合產(chǎn)生BUSY信號(hào)時(shí)，A端口的指令和B端口的指令中只有一個(gè)將被保留。
圖34是表示當(dāng)兩個(gè)端口的寫(xiě)地址相同時(shí)實(shí)施的主器件的操作的定時(shí)圖。圖35是表示當(dāng)兩個(gè)端口的寫(xiě)地址相同時(shí)實(shí)施的從器件的操作的定時(shí)圖。
現(xiàn)在我們考慮如圖34所示主器件決定A端口較早，和如圖35所示從器件決定B端口較早的情形。在地址比較器26剛剛產(chǎn)生一個(gè)匹配信號(hào)的瞬間，主器件的比較器80-6輸出是“L”的N25和是“H”的N26，和從器件的比較器80-6輸出是“H”的N25和是“L”的N26。主器件將RA3，WA3，RB3和WB3鎖存在這個(gè)狀態(tài)，并輸出一個(gè)BUSY-A信號(hào)。
當(dāng)如在本情形中那樣在Write-Write組合中產(chǎn)生BUSY信號(hào)時(shí)，需要?jiǎng)h除一個(gè)已較早進(jìn)入的Write指令。為了這個(gè)目的，提供倒相器231，NOR電路232，NAND電路233和234，倒相器235和236。響應(yīng)匹配信號(hào)，HIGH邊沿脈沖電路230產(chǎn)生信號(hào)N4的“H”脈沖。通過(guò)某個(gè)邏輯操作將信號(hào)N4和信號(hào)N3組合起來(lái)，產(chǎn)生信號(hào)N31中的“H”脈沖。在這個(gè)例子中，N26對(duì)于主器件是“H”，使N33產(chǎn)生“H”脈沖，導(dǎo)致N25改變成“H”和N26改變成“L”。這里，延遲電路237和238用于提供一個(gè)能夠用來(lái)在改變發(fā)生前產(chǎn)生BUSY信號(hào)的額外時(shí)間，并防止當(dāng)將已經(jīng)改變了的狀態(tài)反饋回到NAND電路233和234時(shí)再次被改變。在從器件中，將N25改變成“L”，將N26改變成“H”。
如以前描述的那樣，主器件產(chǎn)生BUSY-A信號(hào)，接收這個(gè)信號(hào)的從器件使它的N10改變成“L”。因?yàn)樵谶@個(gè)特定瞬間N3是“L”，所以從器件的比較器80-6再次被反轉(zhuǎn)，導(dǎo)致使N25改變成“H”，使N26改變成“L”。
延遲電路250接收信號(hào)N4，并使這個(gè)信號(hào)延遲一個(gè)預(yù)定時(shí)間長(zhǎng)度，從而產(chǎn)生一個(gè)Wait期間。這里，當(dāng)選擇N1或N2時(shí)選擇Delay(延遲)(t1)，當(dāng)選擇N3時(shí)選擇Delay(t2)。
提供NAND電路251和252與倒相器253和254用于當(dāng)Wait期間結(jié)束時(shí)從指令寄存器清除被跳過(guò)的Write指令。例如，如果在Wait期間結(jié)束時(shí)N25是“L”和N26是“H”，則將執(zhí)行A端口的Write指令。因此，為了從寄存器刪除B端口的Write指令產(chǎn)生RESTWB2。因?yàn)樵赪ait期間中需要通過(guò)BUSY接收或中斷改變決定，所以在這個(gè)期間指令寄存器中的指令被完整地保留下來(lái)。
圖36是表示當(dāng)兩個(gè)端口的寫(xiě)地址相互匹配使控制器發(fā)出中斷指令時(shí)主器件操作的定時(shí)圖。圖37是表示當(dāng)兩個(gè)端口的寫(xiě)地址相互匹配使控制器發(fā)出中斷指令時(shí)從器件操作的定時(shí)圖。
如圖36所示，在主器件中的指令選擇狀態(tài)由于中斷而反轉(zhuǎn)，而且，如圖37所示，在從器件中的指令選擇狀態(tài)由于BUSY信號(hào)而反轉(zhuǎn)，然后進(jìn)一步由于中斷而反轉(zhuǎn)。這里，由于中斷而反轉(zhuǎn)狀態(tài)的操作與由于BUSY信號(hào)而反轉(zhuǎn)狀態(tài)的操作相同，我們將省略它的詳細(xì)描述。
在上述第2實(shí)施例的操作中，設(shè)計(jì)從一個(gè)給定的指令到下一個(gè)接著的指令擴(kuò)展的指令周期使它甚至在產(chǎn)生BUSY信號(hào)或中斷指令后也不改變。
在圖26中，例如，雖然響應(yīng)ReadA2發(fā)生BUSY信號(hào)，ReadA2→ReadA3的指令間隔與ReadA1→ReadA2的指令間隔相同。要求在Wait期間處理BUSY信號(hào)和中斷信號(hào)。因?yàn)檫@個(gè)原因，當(dāng)由于長(zhǎng)的系統(tǒng)總線，大量的從器件，控制器的慢響應(yīng)等BUSY信號(hào)或中斷信號(hào)的交換需要長(zhǎng)時(shí)間時(shí)，就需要較長(zhǎng)的Wait期間。
為了消除這個(gè)問(wèn)題，當(dāng)延遲跟隨BUSY信號(hào)和中斷信號(hào)的下一個(gè)指令輸入時(shí)可以擴(kuò)展Wait期間。即，當(dāng)加長(zhǎng)Wait期間時(shí)可以擴(kuò)展ReadA2→ReadA3的指令間隔使它比在圖26中的ReadA1→ReadA2的指令間隔長(zhǎng)。
為了延遲一個(gè)指令輸入，可以在設(shè)計(jì)書(shū)中說(shuō)明指令輸入的延遲，和可以設(shè)計(jì)控制器使它根據(jù)數(shù)據(jù)表進(jìn)行操作。如圖31所示通過(guò)加長(zhǎng)延遲電路250的延遲時(shí)間達(dá)到Wait期間的擴(kuò)展。如果根據(jù)用度需要調(diào)整Wait期間，則在延遲電路250中可以提供兩條或多條延遲線，使通過(guò)一個(gè)模寄存器的設(shè)置改變延遲長(zhǎng)度的設(shè)置成為可能。
當(dāng)Wait期間以這種方式擴(kuò)展時(shí)，除了響應(yīng)Write-Write指令組合產(chǎn)生BUSY信號(hào)的情形外在其它情形中也能夠提供長(zhǎng)的Wait期間。考慮到這一點(diǎn)，甚至當(dāng)響應(yīng)Read-Write或Write-Read指令組合出現(xiàn)BUSY信號(hào)時(shí)控制器也可以發(fā)出一個(gè)中斷指令。
在上面描述的本發(fā)明中，當(dāng)指令進(jìn)入N個(gè)端口時(shí)，在任何給定的端口的一個(gè)最小指令周期內(nèi)一個(gè)接著一個(gè)地執(zhí)行與N個(gè)端口對(duì)應(yīng)的所有的N指令。因此，一個(gè)與任何給定端口有關(guān)的存取操作出現(xiàn)在器件外部中在最小指令周期內(nèi)被實(shí)施。在這個(gè)情形中，只有當(dāng)從多個(gè)端口存取同一個(gè)地址時(shí)才會(huì)發(fā)生BUSY信號(hào)。于是可以得到BUSY信號(hào)發(fā)生概率，該概率與SRAM型多端口存儲(chǔ)器的BUSY信號(hào)發(fā)生概率一樣低。
而且，在本發(fā)明的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件中，內(nèi)部電路包括一個(gè)存儲(chǔ)單元陣列，該陣列由各動(dòng)態(tài)型存儲(chǔ)單元和一個(gè)定義存儲(chǔ)單元被刷新的定時(shí)的刷新電路組成。在第1模式中，響應(yīng)輸入到在N個(gè)端口中的至少一個(gè)的刷新指令刷新存儲(chǔ)單元，在第2模式中，在刷新電路確定的定時(shí)刷新存儲(chǔ)單元。
即，上面描述的本發(fā)明具有第1操作模式，在該模式中響應(yīng)來(lái)自一個(gè)外部端口的指令實(shí)施刷新操作，和第2操作模式，在該模式中響應(yīng)內(nèi)部刷新電路實(shí)施刷新操作。因?yàn)檫@個(gè)配置，允許一個(gè)外部端口作為一個(gè)用于刷新管理的端口進(jìn)行操作，以便在恒定的間隔接收刷新指令，或者如果這個(gè)用于刷新管理的端口處在去激活狀態(tài)則內(nèi)部刷新電路實(shí)施刷新操作。這使根據(jù)系統(tǒng)配置以一種靈活的方式管理刷新操作成為可能。
下面我們描述本發(fā)明的第2方面。
存在若干種多端口存儲(chǔ)器。下文中，涉及具有多個(gè)端口的存儲(chǔ)器，并允許從各端口相互獨(dú)立地存取一個(gè)公共存儲(chǔ)器陣列。例如，兩個(gè)端口型的多端口存儲(chǔ)器裝備有一個(gè)A端口和一個(gè)B端口，并允許從與A端口鏈接的CPU-A和從與B端口鏈接的CPU-B獨(dú)立地進(jìn)行到公共存儲(chǔ)器的讀/寫(xiě)存取。
作為這類(lèi)多端口存儲(chǔ)器，具有SRAM存儲(chǔ)器陣列的存儲(chǔ)器是已知的，其中在復(fù)制的設(shè)置中提供各字線和各位線對(duì)，每個(gè)存儲(chǔ)單元都與2組字線和位線對(duì)連接。然而，這種多端口存儲(chǔ)器具有電路密度低的問(wèn)題，其中需要提供字線和位線對(duì)的復(fù)制組。
為了消除這個(gè)問(wèn)題，可以用與具有多個(gè)處理器配置的計(jì)算機(jī)所用的共用存儲(chǔ)器相同的機(jī)構(gòu)。共用存儲(chǔ)器具有提供給公共存儲(chǔ)器的多個(gè)端口。典型地，將SRAM用作存儲(chǔ)器，并用離散的IC(集成電路)制成多個(gè)端口。當(dāng)從多個(gè)端口同時(shí)進(jìn)行存取時(shí)，因?yàn)榇鎯?chǔ)器陣列是共用的，所以不能同時(shí)進(jìn)行與多個(gè)端口相應(yīng)的操作。防止這種問(wèn)題發(fā)生的最簡(jiǎn)單的方法是對(duì)每個(gè)端口產(chǎn)生BUSY信號(hào)以便防止當(dāng)從一個(gè)端口進(jìn)行存取時(shí)到另一個(gè)端口的存取。然而，這引起限制存儲(chǔ)器用度的問(wèn)題。考慮到這一點(diǎn)，為公共存儲(chǔ)器提供稱(chēng)為判優(yōu)器的判優(yōu)電路，判優(yōu)電路確定多個(gè)端口接收的存取要求的優(yōu)先權(quán)。構(gòu)造存儲(chǔ)器陣列的控制器，以?xún)?yōu)先權(quán)的次序執(zhí)行與存取要求對(duì)應(yīng)的操作。例如，以到達(dá)的次序即以將存取要求加到各端口的次序處理存取要求。
在這個(gè)情形中，存儲(chǔ)器陣列最終隨機(jī)地從多個(gè)端口被存取。因此，不能提供在同一個(gè)行地址連續(xù)地存取相繼的列地址的列存取操作，而這樣的列存取操作典型地可以在DRAM中得到。即，選擇，為讀/寫(xiě)操作存取和復(fù)位存儲(chǔ)單元，響應(yīng)單個(gè)存取實(shí)施所有這些操作。
當(dāng)制成一個(gè)共用存儲(chǔ)器時(shí)，一般地，按常規(guī)將SRAM用作存儲(chǔ)器陣列。這是因?yàn)镾RAM能夠進(jìn)行高速隨機(jī)存取操作，并且因?yàn)椴恍枰⑿虏僮魉阅軌蛉菀椎厥褂肧RAM。然而，單塊芯片的多端口存儲(chǔ)器常規(guī)地具有以字線和位線對(duì)的復(fù)制組，在具有通常的SRAM配置的存儲(chǔ)器陣列的基礎(chǔ)上的單塊芯片的多端口存儲(chǔ)器還沒(méi)有在實(shí)踐中使用。
總結(jié)一下，多端口存儲(chǔ)器和共用存儲(chǔ)器是用SRAM制成的，而不用需要刷新操作的DRAM。
當(dāng)系統(tǒng)不斷地提供高性能時(shí)要被處理的數(shù)據(jù)量增加，并且多端口存儲(chǔ)器也需要具有大的容量。可以用動(dòng)態(tài)型存儲(chǔ)單元(DRAM)陣列制成多端口存儲(chǔ)器，DRAM陣列比SRAM具有較高的電路密度，從而以低的成本提供具有大存儲(chǔ)容量的多端口存儲(chǔ)器。然而，存儲(chǔ)單元的刷新操作成為一個(gè)問(wèn)題。
在常規(guī)的DRAM中，需要從器件外部以恒定間隔在讀/寫(xiě)指令之間提供刷新指令。為此，在以DRAM為基礎(chǔ)的系統(tǒng)中的控制器器件具有用于刷新管理的定時(shí)器和/或控制電路。然而，在用以SRAM為基礎(chǔ)的多端口存儲(chǔ)器的系統(tǒng)中不提供這樣的電路。甚至在以DRAM為基礎(chǔ)制成存儲(chǔ)器的情形中，在這些系統(tǒng)中需要能以與常規(guī)的多端口存儲(chǔ)器相同的方式使用這種存儲(chǔ)器。即，具有由DRAM組成的存儲(chǔ)器陣列的多端口存儲(chǔ)器需要由它自己來(lái)進(jìn)行刷新操作。
本發(fā)明的目的是提供具有由DRAM芯組成的存儲(chǔ)器陣列，而且不需要考慮刷新操作就能使用的多端口存儲(chǔ)器，從而以低的成本提供具有大存儲(chǔ)容量并且容易使用的多端口存儲(chǔ)器。
圖38是用于解釋本發(fā)明原理的圖，表示當(dāng)對(duì)于兩個(gè)端口實(shí)施讀操作時(shí)的情形。
在能夠?qū)嵤?個(gè)內(nèi)部操作周期的最小間隔上提供加到兩個(gè)外部端口，A端口和B端口的指令。即，將一個(gè)外部指令周期設(shè)置在比3個(gè)內(nèi)部操作周期需要的持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的長(zhǎng)度上。分別將時(shí)鐘信號(hào)CLKA和CLKB輸入到A端口和B端口，與時(shí)鐘信號(hào)同步地進(jìn)行在器件的一個(gè)外部裝置和各外部端口之間的地址和數(shù)據(jù)的交換。使地址(圖中未畫(huà)出)與指令同時(shí)進(jìn)入。當(dāng)在最小外部指令周期上使讀指令進(jìn)入A端口和B端口時(shí)，判優(yōu)電路通過(guò)將優(yōu)先權(quán)給予首先到達(dá)的輸入信號(hào)，控制芯的操作。如上所述在一個(gè)外部指令周期中能夠?qū)嵤?個(gè)內(nèi)部操作，在這個(gè)外部指令周期中在存儲(chǔ)器陣列上執(zhí)行2個(gè)讀操作，接著將讀數(shù)據(jù)輸出到A端口和B端口。A端口和B端口兩者都保持檢索的數(shù)據(jù)，并在下一個(gè)跟隨的外部指令周期開(kāi)始時(shí)，即與從輸入讀指令的第4個(gè)時(shí)鐘信號(hào)同步地輸出檢索的數(shù)據(jù)。即，在這個(gè)情形中數(shù)據(jù)的等待時(shí)間是4。
提供刷新定時(shí)器作為內(nèi)部電路，刷新定時(shí)器在它自己身上產(chǎn)生刷新指令。因?yàn)槿缟纤鲈谝粋€(gè)外部指令周期中能夠?qū)嵤?個(gè)內(nèi)部操作，所以當(dāng)產(chǎn)生刷新指令時(shí)在單個(gè)外部指令周期中能夠執(zhí)行指令A(yù)，指令B和刷新指令。在下一個(gè)跟隨的外部指令周期開(kāi)始時(shí)輸出讀數(shù)據(jù)。在這個(gè)方式中，可以從器件外部存取多端口存儲(chǔ)器而與刷新操作沒(méi)有任何關(guān)系。
在圖38的例子中，響應(yīng)一個(gè)讀指令輸出一項(xiàng)讀數(shù)據(jù)。即，脈沖串長(zhǎng)度為1。所以，在一個(gè)時(shí)鐘脈沖周期中完成讀數(shù)據(jù)的輸出后，在外部指令周期的3個(gè)余下的時(shí)鐘周期中外部端口不輸出任何數(shù)據(jù)，這導(dǎo)致無(wú)效的數(shù)據(jù)傳輸?？梢酝ㄟ^(guò)加長(zhǎng)脈沖串長(zhǎng)度來(lái)消除這個(gè)問(wèn)題。
圖39是用于解釋本發(fā)明原理的圖，表示脈沖串長(zhǎng)度為4的例子。在這個(gè)例子中，與上述情形相同，將2個(gè)外部端口的外部指令周期設(shè)置在能夠供應(yīng)3個(gè)內(nèi)部操作周期的長(zhǎng)度上。進(jìn)一步，一個(gè)外部指令周期對(duì)應(yīng)4個(gè)時(shí)鐘周期。與時(shí)鐘信號(hào)同步地在單個(gè)外部指令周期中從一個(gè)外部端口4次輸出數(shù)據(jù)。所以，如果根據(jù)一個(gè)外部指令周期的時(shí)鐘周期的數(shù)目設(shè)置脈沖串長(zhǎng)度，則在兩個(gè)端口都能實(shí)現(xiàn)無(wú)間隙的讀操作，從而非常大地增加了數(shù)據(jù)傳輸速率。在這個(gè)情形中，要求與脈沖串長(zhǎng)度一樣多的數(shù)據(jù)項(xiàng)響應(yīng)單個(gè)存取內(nèi)部地輸入存儲(chǔ)器陣列或內(nèi)部地從存儲(chǔ)器陣列輸出。例如，如果外部端口的數(shù)據(jù)輸入/輸出銷(xiāo)的數(shù)目為4，和脈沖串長(zhǎng)度為4，則需要保證由單個(gè)存取操作從存儲(chǔ)器陣列輸出16位數(shù)據(jù)或?qū)?6位數(shù)據(jù)輸入存儲(chǔ)器陣列。
我們應(yīng)該注意到A端口和B端口不一定同步操作，并且只要將最小周期設(shè)置得等于3個(gè)內(nèi)部操作周期需要的持續(xù)時(shí)間，就可以將各外部指令周期相互獨(dú)立地設(shè)置在任何定時(shí)。
而且，外部端口的數(shù)目也可以是任何數(shù)目。如果將外部端口的數(shù)目設(shè)置為n，則將每個(gè)端口的外部指令周期設(shè)置在能夠進(jìn)行n+1個(gè)內(nèi)部操作周期的最小周期上。如果滿(mǎn)足這個(gè)要求，則甚至當(dāng)刷新操作被執(zhí)行時(shí)在一個(gè)外部指令周期中也可以實(shí)施各端口要求的所有操作，從而允許使用多端口存儲(chǔ)器而與刷新操作沒(méi)有任何關(guān)系。
圖40和圖41是表示當(dāng)有2個(gè)，3個(gè)和n個(gè)端口時(shí)在一個(gè)最小外部指令周期和各內(nèi)部操作周期之間的關(guān)系的圖。
如這些圖所示，如果端口的數(shù)目為2，則最小外部指令周期具有能夠供應(yīng)3個(gè)內(nèi)部操作的長(zhǎng)度，并且如果端口的數(shù)目為3，則最小外部指令周期是可以進(jìn)行4個(gè)內(nèi)部操作的時(shí)間長(zhǎng)度。進(jìn)一步，如果端口的數(shù)目為n，則最小外部指令周期等于可以執(zhí)行n+1個(gè)內(nèi)部操作的時(shí)間長(zhǎng)度。
圖42和圖43A到43C是表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的多端口存儲(chǔ)器的配置的圖。圖42表示DRAM芯和它的相關(guān)電路，圖43A表示A端口，圖43B表示B端口。進(jìn)一步，圖43C表示刷新電路。圖43A到43C所示的電路與圖42的各部分連接。
如這些圖所示，這個(gè)實(shí)施例的多端口存儲(chǔ)器包括DRAM芯2011，用于控制確定操作次序并保證以確定的次序?qū)嵤┎僮鞯呐袃?yōu)器2026，多組暫時(shí)存儲(chǔ)指令，地址和數(shù)據(jù)的寄存器，2個(gè)由A端口2030和B端口2040組成的外部端口，和刷新電路2050。
A端口2030和B端口2040分別包括模寄存器2031和2041，CLK緩沖器2032和2042，數(shù)據(jù)I/O電路2033和2043，地址輸入電路2034和2044，與指令輸入裝置2035和2045，它們根據(jù)從器件外部提供的各分開(kāi)的時(shí)鐘頻率進(jìn)行操作。將數(shù)據(jù)等待時(shí)間和脈沖串長(zhǎng)度存儲(chǔ)在模寄存器2031和2041中，使它們能被分別地設(shè)置。數(shù)據(jù)I/O電路2033和2043裝備有根據(jù)脈沖串長(zhǎng)度實(shí)施輸出/輸出數(shù)據(jù)的并行到串行變換和串行到并行變換的機(jī)構(gòu)。
刷新電路2050包括刷新定時(shí)器2051和刷新指令發(fā)生器2052。刷新定時(shí)器2051在預(yù)定間隔上產(chǎn)生刷新開(kāi)始信號(hào)，刷新指令發(fā)生器2052對(duì)應(yīng)地產(chǎn)生刷新指令。
分別將加到A端口和B端口的指令，地址和寫(xiě)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在寄存器中。也將刷新指令存儲(chǔ)在刷新指令寄存器2027中，并將刷新地址存儲(chǔ)在刷新地址計(jì)數(shù)器/寄存器2018中。
判優(yōu)器2026根據(jù)指令到達(dá)的次序確定執(zhí)行指令的次序，并以確定的次序?qū)⒅噶顐鬏斀oDRAM芯2011的控制電路2014。進(jìn)一步，判優(yōu)器2026將傳輸信號(hào)傳輸給對(duì)應(yīng)的地址寄存器和對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)寄存器(在寫(xiě)操作情形)。在DRAM芯2011中，控制電路2014響應(yīng)提供的指令，控制譯碼器2013，寫(xiě)放大器(WriteAmp)2015，和讀出緩沖器2016，從而實(shí)施對(duì)于存儲(chǔ)器陣列2012的存取操作。在寫(xiě)操作的情形中，譯碼器2013為了進(jìn)行寫(xiě)操作對(duì)存取的地址進(jìn)行譯碼，以便激活在存儲(chǔ)器陣列2012中的字線和列信號(hào)線，導(dǎo)致將存儲(chǔ)在寫(xiě)數(shù)據(jù)寄存器A2022和B2023中的寫(xiě)數(shù)據(jù)通過(guò)WriteAmp 2015寫(xiě)入存儲(chǔ)器陣列2012。在讀操作的情形中，以類(lèi)似的方式存取存儲(chǔ)器陣列2012，導(dǎo)致通過(guò)傳輸門(mén)A2024和B 2025將讀數(shù)據(jù)從讀出緩沖器2016傳輸?shù)礁鞫丝诘臄?shù)據(jù)輸出電路。根據(jù)DRAM芯2011的操作周期控制傳輸門(mén)的傳輸定時(shí)，并由控制電路2014確定傳輸定時(shí)。與對(duì)應(yīng)的外部時(shí)鐘信號(hào)同步地從每個(gè)端口的數(shù)據(jù)輸出電路輸出輸出數(shù)據(jù)。
下面，我們描述與指令處理，地址處理和數(shù)據(jù)處理中的每一個(gè)有關(guān)的詳細(xì)情形。
圖44和圖45是表示根據(jù)第1實(shí)施例與指令處理有關(guān)的裝置配置的圖。在與圖42和圖43A-43C中相同的部件上加上相同的參照數(shù)字。這也同樣應(yīng)用于其它的圖。
如圖44所示，A端口的指令輸入裝置2035包括輸入緩沖器2036，指令譯碼器2037和(n-1)時(shí)鐘延遲電路2038，B端口的指令輸入裝置2045包括輸入緩沖器2046，指令譯碼器2047和(m-1)時(shí)鐘延遲電路2048。這里，n和m是脈沖串長(zhǎng)度。而且，如圖45所示，指令寄存器A 2028包括Read指令寄存器AR和Write指令寄存器AW，指令寄存器B 2029包括Read指令寄存器BR和Write指令寄存器BW。
輸入緩沖器2036和2046要求以與各時(shí)鐘信號(hào)CLKA1和CLKB1同步地加上Read指令，指令譯碼器2037和2047進(jìn)行譯碼處理。指令譯碼器2037和2047在讀指令情形中分別產(chǎn)生RA1和RB1，而在寫(xiě)指令情形分別產(chǎn)生WA1和WB1。分別將信號(hào)RA1和RB1傳輸給Read指令寄存器AR和BR，不需要任何定時(shí)操作，而信號(hào)WA1和WB1分別被(n-1)時(shí)鐘延遲電路2038和(m-1)時(shí)鐘延遲電路2048延遲，直到輸入脈沖串?dāng)?shù)據(jù)的最后一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)為止，接著被傳輸給Write指令寄存器AW和BW。而且，將由刷新電路2050產(chǎn)生的刷新指令REF1傳輸給刷新指令寄存器2027。
判優(yōu)器2026檢測(cè)將指令傳輸給這5個(gè)指令寄存器AR，AW，BR，BW和2027的次序，并以檢測(cè)到的次序?qū)⑦@些指令一個(gè)接著一個(gè)地傳輸給DRAM控制電路2014。DRAM控制電路2014執(zhí)行接收的指令，產(chǎn)生信號(hào)RESET1，要求判優(yōu)器2026當(dāng)指令執(zhí)行結(jié)束或接近結(jié)束時(shí)發(fā)送下一個(gè)指令。響應(yīng)RESET1信號(hào)，判優(yōu)器使存儲(chǔ)被執(zhí)行指令的指令寄存器復(fù)位，并將下一個(gè)指令傳輸給DRAM控制電路2014。
圖46是判優(yōu)器2026的實(shí)施例。指令到達(dá)圖45的5個(gè)指令寄存器的次序由比較器2053檢測(cè)出來(lái)如該圖46所示。每個(gè)比較器2053比較兩個(gè)指令寄存器的定時(shí)，將它的輸出在首先輸入“H”的情形中改變成“H”。AND門(mén)2054通過(guò)檢查相關(guān)的比較器2053的所有相關(guān)輸出是否是“H”來(lái)確定給定的指令是否在所有4個(gè)其它指令前輸入。如果一個(gè)響應(yīng)的指令是最早的則響應(yīng)各指令的信號(hào)RA3，WA3，RB3，WB3和REF變成“H”，并且將響應(yīng)的指令的地址等被傳輸給DRAM芯2011，。當(dāng)DRAM芯2011執(zhí)行該指令時(shí)，從DRAM芯2011產(chǎn)生信號(hào)RESET1，并產(chǎn)生用于使被執(zhí)行指令的指令寄存器復(fù)位的信號(hào)(ReasetRA，ReasetWA等)。當(dāng)使被執(zhí)行指令的指令寄存器復(fù)位時(shí)，接收這個(gè)被執(zhí)行指令的比較器2053的輸出改變，將在次序中的下一個(gè)指令傳輸給DRAM芯2011。在這個(gè)方式中，以指令輸入的次序執(zhí)行指令。
圖47是表示根據(jù)第1實(shí)施例與地址處理有關(guān)的部分的配置的圖。下文中，在它的信號(hào)名稱(chēng)的未端具有字母“P”的信號(hào)代表具有從對(duì)應(yīng)的信號(hào)名稱(chēng)的信號(hào)的前沿產(chǎn)生的脈沖的信號(hào)。如圖所示，地址輸入電路2034和2044分別包括輸入緩沖器2057A和2057B與傳輸門(mén)2058A和2058B。進(jìn)一步，地址寄存器A 2019和地址寄存器B 2020分別包括地址鎖存器A1和B1，傳輸門(mén)2060A和2060B，地址鎖存器A2和B2，傳輸門(mén)2062A和2062B，與傳輸門(mén)2063A和2063B。通過(guò)地址總線2017將從傳輸門(mén)2062A，2062B，2063A和2063B提供的地址傳輸給DRAM芯2011。進(jìn)一步，通過(guò)傳輸門(mén)2064和地址總線17將從刷新地址計(jì)數(shù)器/寄存器2018提供的刷新地址傳輸給DRAM芯2011。
當(dāng)從器件外部輸入Read指令或Write指令時(shí)，分別通過(guò)傳輸門(mén)2058A或2058B將加到輸入緩沖器2057A或5027B的地址和輸入指令同時(shí)傳輸給地址鎖存器A1或B1。在Read指令的情形中，通過(guò)傳輸門(mén)2063A或2063B與到DRAM芯的指令傳輸同步地將地址傳送給DRAM芯2011。在Write指令的情形中，進(jìn)一步在上次數(shù)據(jù)采集的定時(shí)將地址傳輸給地址鎖存器A2或B2，然后，與到DRAM芯的指令傳輸同步地通過(guò)傳輸門(mén)2062A或2062B傳輸給DRAM芯。進(jìn)一步，刷新地址計(jì)數(shù)器/寄存器2018產(chǎn)生并在其中保存刷新地址，然后與到DRAM芯的刷新指令傳輸同步地通過(guò)傳輸門(mén)2064將該地址傳輸給DRAM芯2011。
圖48是表示根據(jù)第1實(shí)施例與數(shù)據(jù)輸出有關(guān)的部分的配置的圖。圖49是表示圖48的傳輸信號(hào)發(fā)生電路的圖。A端口2030和B端口2040的各數(shù)據(jù)I/O電路2033和2043分別包括為了輸出數(shù)據(jù)的電路2065A和2065B與為了輸入數(shù)據(jù)的電路2074A和2074B，我們將在后面描述它們。如圖所示，將通過(guò)讀出緩沖器2016從存儲(chǔ)器陣列2012讀出的數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)總線2021和傳輸門(mén)2024或2025分別傳輸給為了輸出數(shù)據(jù)的電路2065A或2065B。
為了輸出數(shù)據(jù)的電路2065A和2065B分別包括數(shù)據(jù)鎖存器A1或B1，傳輸信號(hào)發(fā)生電路2067A和2067B，傳輸門(mén)2069A或2069B，數(shù)據(jù)鎖存器A2或B2，并行到串行變換器2070A和2070B，以及輸出緩沖器2071A和2071B。
由DRAM芯2011的控制電路2014根據(jù)內(nèi)部操作對(duì)傳輸門(mén)2024和2025進(jìn)行控制。如果被執(zhí)行的指令是Read-A(即，對(duì)于A端口的讀操作)，則傳輸門(mén)2024將打開(kāi)。如果被執(zhí)行的指令是Read-B，則傳輸門(mén)2025將打開(kāi)。數(shù)據(jù)鎖存器A1和B1在其中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，然后在各端口中接收Read指令后的一個(gè)確定的等待時(shí)間，在這些端口通過(guò)傳輸門(mén)2068A或2068B引入這個(gè)等待時(shí)間，將數(shù)據(jù)傳輸給各數(shù)據(jù)鎖存器A2或B2。然后，由并行到串行變換器2070A和2070B對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行變換，接著分別傳輸給輸出緩沖器2071A和2071B，并從那里輸出。
如圖49所示，傳輸信號(hào)發(fā)生電路2067A和2067B采用一系列的觸發(fā)器2072使各Read指令RA1和RB1延遲由等待時(shí)間設(shè)定確定的許多時(shí)間周期，從而產(chǎn)生數(shù)據(jù)傳輸信號(hào)2002。因?yàn)閬?lái)自傳輸門(mén)2068A或2068B的讀數(shù)據(jù)傳輸響應(yīng)數(shù)據(jù)傳輸信號(hào)2002，所以讀數(shù)據(jù)從讀操作的定時(shí)開(kāi)始被延遲與等待時(shí)間相當(dāng)?shù)脑S多周期后結(jié)束。
圖50是表示根據(jù)第1實(shí)施例與數(shù)據(jù)輸入有關(guān)的部分的配置的圖。為了輸入數(shù)據(jù)的電路2074A和2074B分別包括數(shù)據(jù)輸入(Din)緩沖器2075A和2075B，串行到并行變換器2076A和2076B，以及數(shù)據(jù)傳輸裝置2077A和2077B。分別通過(guò)Write數(shù)據(jù)寄存器2022和2023，數(shù)據(jù)傳輸裝置2078A和2078B，以及數(shù)據(jù)總線21將來(lái)自數(shù)據(jù)傳輸裝置2077A和2077B的寫(xiě)數(shù)據(jù)傳送給WriteAmp 2015，并被寫(xiě)入存儲(chǔ)器陣列2012。
根據(jù)脈沖串長(zhǎng)度將串行輸入數(shù)據(jù)從串行變換到并行，然后在輸入最后一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)的定時(shí)傳輸給Write寄存器2022和2023。當(dāng)從判優(yōu)器2026將Write指令傳輸給DRAM芯2011時(shí)，通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸門(mén)2078A和2078B也將對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸給DRAM芯2011。
圖51到圖58是表示第1實(shí)施例的多端口存儲(chǔ)器操作的時(shí)間圖。圖51和圖52，圖54和圖55與圖57和圖58是為了便于說(shuō)明將單個(gè)時(shí)間圖分成兩部分的圖，一個(gè)表示時(shí)間圖的第一個(gè)一半，另一個(gè)表示時(shí)間圖的第二個(gè)一半，它們之間存在一些重疊。
圖51和圖52表示當(dāng)將Read指令相繼地輸入兩個(gè)端口時(shí)實(shí)施的操作。A端口和B端口，它們分別具有有相互不同頻率的時(shí)鐘信號(hào)CLKA和CLKB，與接收的時(shí)鐘信號(hào)同步地取得指令，地址和寫(xiě)數(shù)據(jù)，并與時(shí)鐘信號(hào)同步地輸出檢索的數(shù)據(jù)。在這個(gè)例子中，A端口操作在最大時(shí)鐘頻率，而B(niǎo)端口操作在稍低的時(shí)鐘頻率。對(duì)于A端口，Read指令周期＝4(CLKA)，數(shù)據(jù)等待時(shí)間＝4，和脈沖串長(zhǎng)度＝4。對(duì)于B端口，Read指令周期＝2(CLKB)，數(shù)據(jù)等待時(shí)間＝2，和脈沖串長(zhǎng)度＝2。在各端口的模寄存器2031和2041中分別設(shè)置數(shù)據(jù)等待時(shí)間和脈沖串長(zhǎng)度。在這個(gè)例子中，響應(yīng)一個(gè)指令與時(shí)鐘信號(hào)同步地實(shí)施數(shù)據(jù)的輸入/輸出4次，在輸入讀指令后的4個(gè)時(shí)鐘信號(hào)中輸出檢索的數(shù)據(jù)。
分別將加到A端口和B端口的指令存儲(chǔ)在指令寄存器2028和2029中。當(dāng)刷新定時(shí)器2051產(chǎn)生信號(hào)時(shí)，刷新指令寄存器2027將刷新指令存儲(chǔ)在它的里面。判優(yōu)器2026監(jiān)視這些指令寄存器，并以發(fā)出指令的次序?qū)⑦@些指令傳輸給DRAM芯2011。當(dāng)完成上一個(gè)指令的處理后傳輸下一個(gè)指令。將從DRAM芯2011讀出的數(shù)據(jù)從讀出緩沖器2016傳輸?shù)礁鞫丝诘臄?shù)據(jù)鎖存器2069A和2069B，然后將數(shù)據(jù)從并行數(shù)據(jù)變換成串行數(shù)據(jù)，接著作為脈沖串?dāng)?shù)據(jù)與各外部時(shí)鐘信號(hào)同步地輸出。
如圖所示，將指令Read-A2輸入Read指令寄存器AR和將指令Read-B2輸入Read指令寄存器BR。在此之前，發(fā)生一次刷新，并將刷新指令輸入刷新指令寄存器。根據(jù)發(fā)出指令的次序，判優(yōu)器2026以Read-A2→Ref→Read-B2的次序?qū)⑦@些指令傳輸給DRAM芯2011，然后由芯執(zhí)行這些指令。甚至當(dāng)在內(nèi)部實(shí)施刷新操作時(shí)，從外部看來(lái)數(shù)據(jù)是在一個(gè)預(yù)定數(shù)據(jù)等待時(shí)間后輸出的。這樣，就不需要考慮任何刷新操作。
圖53表示在與上述相同的條件下接連地輸入Write指令的一個(gè)例子。也以脈沖串輸入的形式給出在Write操作時(shí)間從器件外部輸入的數(shù)據(jù)。在輸入最后一塊數(shù)據(jù)的定時(shí)將Write指令存儲(chǔ)在Write指令寄存器AW中。在這個(gè)情形中，甚至當(dāng)在內(nèi)部產(chǎn)生和執(zhí)行刷新指令時(shí)也不需要考慮任何刷新操作。
圖54和圖55表示當(dāng)A端口和B端口兩者都操作在最大時(shí)鐘頻率上進(jìn)行Read操作時(shí)實(shí)施的操作。圖56是表示當(dāng)A端口和B端口兩者操作在最大時(shí)鐘頻率上進(jìn)行Write寫(xiě)操作時(shí)實(shí)施的操作的圖。在這個(gè)情形中，在兩個(gè)端口的時(shí)鐘信號(hào)中可能存在相位差。對(duì)于兩個(gè)端口，Read指令周期＝4，Write指令周期＝4，數(shù)據(jù)等待時(shí)間＝4，和脈沖串長(zhǎng)度＝4。從圖可見(jiàn)，在這個(gè)情形中也能夠適當(dāng)?shù)貙?shí)施操作。
圖57和圖58是表示當(dāng)兩個(gè)端口都操作在最高頻率，并用內(nèi)部產(chǎn)生的刷新指令從Write指令改變到Read指令時(shí)實(shí)施的操作的時(shí)間圖。這是指令最擁擠的情形。
如圖所示，DRAM芯2011以Ref→Write-A1→Write-B1→Read-A2→Read-B2的次序進(jìn)行操作，在它們之間沒(méi)有任何間隙。在這個(gè)例子中，在輸入Write指令后的6個(gè)時(shí)鐘脈沖輸入Read-A2和Read-B2。即便這些定時(shí)超前2個(gè)時(shí)鐘信號(hào)，也不可能超前DRAM芯的內(nèi)部操作。由從輸入Read指令開(kāi)始的數(shù)據(jù)等待時(shí)間對(duì)讀數(shù)據(jù)的輸出定時(shí)進(jìn)行控制。如果Read-A2和Read-B2的輸入定時(shí)是超前的，則也需要將數(shù)據(jù)輸出定時(shí)向前移動(dòng)。在這個(gè)情形中響應(yīng)Read-B2的數(shù)據(jù)輸出定時(shí)太接近DRAM芯操作的開(kāi)始時(shí)間，使得不能適當(dāng)?shù)貓?zhí)行Read-B2。因?yàn)檫@個(gè)原因，需要將Write→Read變遷的公共間隔設(shè)置得相當(dāng)長(zhǎng)如本例中的6個(gè)時(shí)鐘脈沖。
關(guān)于Read→Write的公共間隔，因?yàn)槌峭瓿闪薘ead數(shù)據(jù)的輸出，不能將Write數(shù)據(jù)輸入DQ端子中，所以公共間隔不可避免地變長(zhǎng)。
圖59A和59B是表示DRAM芯2011操作的圖。圖59A表示Read操作，圖59B表示W(wǎng)rite操作。如這些圖所示，響應(yīng)單個(gè)指令以字線選擇→數(shù)據(jù)放大→寫(xiě)回→預(yù)充電的次序?qū)嵤┮幌盗胁僮?，從而完成整個(gè)操作。
如上所述，在第1實(shí)施例中從Write指令到Read指令的指令變遷的時(shí)間中指令間隔被加長(zhǎng)。在第2實(shí)施例中對(duì)此進(jìn)行了改進(jìn)。當(dāng)在第1實(shí)施例中一個(gè)相關(guān)的指令間隔是6個(gè)時(shí)鐘脈沖周期時(shí)，第2實(shí)施例能將它縮短為5個(gè)時(shí)鐘脈沖周期。
本發(fā)明的第2實(shí)施例的多端口存儲(chǔ)器具有與第1實(shí)施例的多端口存儲(chǔ)器類(lèi)似的配置，不同之處只是刷新電路具有圖60所示的配置。圖61是表示第2刷新電路2083的配置的電路圖。
如圖60所示，第2實(shí)施例的刷新電路包括將圖43C的刷新定時(shí)器2051和刷新指令發(fā)生器2052組合起來(lái)的定時(shí)器/刷新指令發(fā)生器2081，第2刷新指令寄存器2082和第2判優(yōu)器2083，并將從第2判優(yōu)器2083輸出的刷新指令輸入到刷新指令寄存器2027。與第1實(shí)施例相同將刷新指令寄存器2027的刷新指令REF2輸入到判優(yōu)器2026。在這個(gè)配置中，也將在完成刷新操作后從判優(yōu)器2026輸出到刷新指令寄存器2027的復(fù)位信號(hào)ResetREF加到第2刷新指令寄存器2082。
在第2實(shí)施例的刷新電路中，沿著刷新指令的路徑提供第2判優(yōu)器2083。如果我們預(yù)期如在Write指令→Read指令的指令變遷的情形中一樣指令很擁擠，則第2判優(yōu)器2083延遲刷新指令到刷新指令寄存器2027的傳輸。第2判優(yōu)器2083檢查是否用圖61所示的電路配置發(fā)生從Write指令到Read指令的改變，并且如果檢查出這樣一個(gè)改變就延遲刷新指令從第2刷新指令寄存器2082到刷新指令寄存器2027的傳輸。
如圖61所示，當(dāng)各端口接到從器件外部轉(zhuǎn)裝置提供的Write指令時(shí)，使禁止REF傳輸?shù)男盘?hào)A和B去激活，在一個(gè)時(shí)鐘脈沖周期后再被激活，接著在接到最后一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)后的若干個(gè)時(shí)鐘脈沖周期(即，在本例中3個(gè)時(shí)鐘脈沖)再被去激活。圖61的3個(gè)CLK延遲裝置2084A和2084B包括觸發(fā)器等，并分別被WA1和WB1復(fù)位，這導(dǎo)致當(dāng)通過(guò)延遲裝置時(shí)WA1D和WB1D被復(fù)位。得到禁止REF傳輸?shù)男盘?hào)A和B的邏輯AND以便產(chǎn)生一個(gè)禁止REF傳輸?shù)男盘?hào)。因?yàn)橹挥挟?dāng)兩個(gè)端口都經(jīng)受從Write指令到Read指令的改變時(shí)在這個(gè)例子中才會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，而當(dāng)只有一個(gè)端口經(jīng)受這種改變時(shí)不存在問(wèn)題，所以得到這個(gè)邏輯AND。進(jìn)一步，禁止REF傳輸?shù)男盘?hào)A和B在接到Write指令后只對(duì)一個(gè)時(shí)鐘周期去激活的原因是這給出一個(gè)額外的時(shí)間以便完成在接收最后一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)前的刷新操作。進(jìn)一步，提供延遲裝置2086為了相對(duì)于時(shí)鐘信號(hào)稍微延遲定時(shí)，以便增大在禁止REF指令傳輸?shù)男盘?hào)和從器件外部提供的指令之間的相關(guān)定時(shí)中的差別。
圖62到圖69是表示第2判優(yōu)器的操作的定時(shí)圖。圖70到圖72是表示第2實(shí)施例的多端口存儲(chǔ)器操作的定時(shí)圖。圖62和圖63，圖64和圖65，圖66和圖67，圖68和圖69，圖70和圖71是為了便于說(shuō)明起見(jiàn)將單個(gè)時(shí)間圖分成兩半的圖，一個(gè)表示時(shí)間圖的第1個(gè)一半，另一個(gè)表示時(shí)間圖的第2個(gè)一半，它們之間存在一些重疊。
圖62和圖63表示兩個(gè)端口經(jīng)受Write→Read指令改變，并當(dāng)REF傳輸禁止期間發(fā)生刷新定時(shí)器事件的情形。在這個(gè)情形中，在完成Read-A2和Read-B2后實(shí)施刷新操作Ref。
圖64和圖65表示與上述情形相同兩個(gè)端口經(jīng)受Write→Read指令改變，但是在REF傳輸禁止期間前發(fā)生刷新定時(shí)器的情形。在這個(gè)情形中，在實(shí)施刷新操作Ref后實(shí)施Read操作。
圖66和圖67說(shuō)明只有A端口經(jīng)受Write→Read指令變遷，并在REF傳輸禁止期間中發(fā)生刷新定時(shí)器事件的情形。在這個(gè)情形中，在完成Write指令后實(shí)施刷新操作Ref，然后實(shí)施Read操作。
圖68和圖69顯示在兩個(gè)端口繼續(xù)Write的情形。在這個(gè)情形中，一當(dāng)在接著最后一個(gè)數(shù)據(jù)輸入，輸入Write指令后，就使3個(gè)CLK延遲裝置2084A和2084B去激活。
圖70和圖71是表示與圖57和圖58所示的第1實(shí)施例的操作對(duì)應(yīng)的第2實(shí)施例的操作的時(shí)間圖。與第1實(shí)施例比較使Write→Read指令變遷的指令間隔從6個(gè)時(shí)鐘脈沖縮短到5個(gè)時(shí)鐘脈沖。
圖72是表示與圖56所示的第1實(shí)施例的操作對(duì)應(yīng)的第2實(shí)施例的操作的時(shí)間圖。雖然與第1實(shí)施例比較改變了關(guān)于刷新操作的指令執(zhí)行次序，但是保持有次序的操作。
如上所述，第2實(shí)施例可以在任何條件下適當(dāng)?shù)貙?shí)施操作，并能夠?qū)rite指令→Read指令變遷的指令間隔縮短到5個(gè)時(shí)鐘脈沖周期。
如上所述，本發(fā)明允許當(dāng)以DRAM芯為基礎(chǔ)制成存儲(chǔ)陣列時(shí)使用多端口存儲(chǔ)器而不需要考慮任何刷新操作，從而以低成本提供具有大容量和容易使用的多端口存儲(chǔ)器。
下面我們描述本發(fā)明的第3方面。
存在若干種多端口存儲(chǔ)器。下文中，涉及具有多個(gè)端口的存儲(chǔ)器，并允許從各端口相互獨(dú)立地存取一個(gè)公共存儲(chǔ)器陣列。例如，兩個(gè)端口型的多端口存儲(chǔ)器裝備有A端口和B端口，并允許從與A端口鏈接的CPU-A和從與B端口鏈接的CPU-B獨(dú)立地進(jìn)行到公共存儲(chǔ)器的讀/寫(xiě)存取。
作為這類(lèi)多端口存儲(chǔ)器，具有SRAM存儲(chǔ)器陣列的存儲(chǔ)器是已知的，其中在復(fù)制組中提供各字線和各位線對(duì)，每個(gè)存儲(chǔ)單元都與2組字線和位線對(duì)連接。然而，這個(gè)多端口存儲(chǔ)器具有電路密度低的問(wèn)題，其中需要提供字線和位線對(duì)的復(fù)制組。
為了消除這個(gè)問(wèn)題，可以用與具有多個(gè)處理器配置的計(jì)算機(jī)所用的共用存儲(chǔ)器相同的機(jī)構(gòu)。一個(gè)共用存儲(chǔ)器具有提供給公共存儲(chǔ)器的多個(gè)端口。典型地，將SRAM用作存儲(chǔ)器，并用離散的IC制成多個(gè)端口。當(dāng)從多個(gè)端口同時(shí)進(jìn)行存取時(shí)，因?yàn)榇鎯?chǔ)器陣列是共用的，所以不能同時(shí)進(jìn)行與多個(gè)端口對(duì)應(yīng)的操作。防止這種問(wèn)題發(fā)生的最簡(jiǎn)單的方法是對(duì)每個(gè)端口產(chǎn)生一個(gè)BUSY信號(hào)以便防止當(dāng)從一個(gè)端口作出存取時(shí)到另一個(gè)端口的存取。然而，這引起限制存儲(chǔ)器用度的問(wèn)題?？紤]到這一點(diǎn)，為一個(gè)公共存儲(chǔ)器提供一個(gè)稱(chēng)為判優(yōu)器的判優(yōu)電路，判優(yōu)電路確定多個(gè)端口接收的存取要求的優(yōu)先權(quán)。構(gòu)造存儲(chǔ)器陣列的控制器，以?xún)?yōu)先權(quán)的次序執(zhí)行與存取要求相應(yīng)的操作。例如，以到達(dá)的次序即以將存取要求加到各端口的次序處理存取要求。然而，這并不改變當(dāng)另一個(gè)端口的指令正在被處理時(shí)不能執(zhí)行新指令的情況。在這種情形中需要傳輸BUSY信號(hào)，存取存儲(chǔ)器的器件需要具有處理BUSY信號(hào)的機(jī)構(gòu)。
隨機(jī)地從多個(gè)接口存取存儲(chǔ)器陣列。因此，不提供在同一個(gè)行地址上連續(xù)地存取相繼的列地址的列存取操作，但是在DRAM中典型地可以利用這種列存取操作。即，選擇一個(gè)存儲(chǔ)單元，為了讀/寫(xiě)操作存取該存儲(chǔ)單元，使該存儲(chǔ)單元復(fù)位，所有這些操作都是在響應(yīng)單個(gè)存取時(shí)被執(zhí)行的。
當(dāng)完成一個(gè)共用存儲(chǔ)器時(shí)，一般，常規(guī)地將SRAM用作存儲(chǔ)器陣列。這是因?yàn)镾RAM能夠進(jìn)行高速隨機(jī)存取操作，又，因?yàn)椴恍枰⑿虏僮鳎院苋菀资褂肧RAM。而且，單塊芯片的多端口存儲(chǔ)器通常具有字線和位線對(duì)的復(fù)制組，但是在具有通常的SRAM配置的存儲(chǔ)器陣列的基礎(chǔ)上的單塊芯片的多端口存儲(chǔ)器還沒(méi)有在實(shí)踐中使用。
總結(jié)一下，多端口存儲(chǔ)器和共用存儲(chǔ)器是用SRAM制成的，而不用需要刷新操作的DRAM。
當(dāng)系統(tǒng)不斷地提供高性能時(shí)要被處理的數(shù)據(jù)量增加，并且多端口存儲(chǔ)器也需要具有大的容量。可以用動(dòng)態(tài)型存儲(chǔ)單元(DRAM)陣列制成多端口存儲(chǔ)器，DRAM比SRAM具有較高的電路密度，從而以低的成本提供具有大存儲(chǔ)容量的多端口存儲(chǔ)器。然而，存儲(chǔ)單元的刷新操作成為一個(gè)問(wèn)題。
在常規(guī)的DRAM中，需要從器件外部以恒定間隔在讀/寫(xiě)指令之間提供刷新指令。為此，在以DRAM為基礎(chǔ)的系統(tǒng)中的控制器器件具有用于刷新管理的定時(shí)器和/或控制電路。然而，在用以SRAM為基礎(chǔ)的多端口存儲(chǔ)器的系統(tǒng)中不提供這樣一個(gè)電路。甚至在以DRAM為基礎(chǔ)制成存儲(chǔ)器的情形中，在這些系統(tǒng)中需要能以與常規(guī)的多端口存儲(chǔ)器相同的方式使用這種存儲(chǔ)器。即，具有由DRAM組成的存儲(chǔ)器陣列的多端口存儲(chǔ)器需要由它自己來(lái)進(jìn)行刷新操作。
當(dāng)判優(yōu)器輸出忙碌信號(hào)時(shí)，存在著如上所述使用存儲(chǔ)器相當(dāng)麻煩的問(wèn)題。
本發(fā)明的目的是提供具有由DRAM芯組成的存儲(chǔ)器陣列，而且不需要考慮刷新任何刷新操作就能使用的多端口存儲(chǔ)器，從而以低的成本提供具有大存儲(chǔ)容量并且容易使用的多端口存儲(chǔ)器。
為了消除上述的問(wèn)題，配置本發(fā)明的多端口半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件使它能夠在長(zhǎng)度為每個(gè)外部端口的最小輸入周期m(m→2)倍的時(shí)間周期中執(zhí)行n個(gè)內(nèi)部操作，其中滿(mǎn)足mN＜n＜m(N+1)。
上述條件要求將N個(gè)端口的每一個(gè)的最小指令周期設(shè)置在允許N個(gè)內(nèi)部操作周期的時(shí)間周期加比單個(gè)內(nèi)部操作周期短的時(shí)間周期α上。例如當(dāng)N＝2時(shí)，將每個(gè)端口的最小外部指令周期設(shè)置在允許2個(gè)內(nèi)部操作周期的時(shí)間周期加時(shí)間周期α上。這里，時(shí)間周期α比一個(gè)內(nèi)部操作周期短。
本發(fā)明利用允許2個(gè)內(nèi)部操作周期的時(shí)間周期以便消除由于判優(yōu)器輸出忙碌信號(hào)引起的存儲(chǔ)器使用麻煩的問(wèn)題，并利用時(shí)間周期α解決刷新操作問(wèn)題。
圖73是用于解釋本發(fā)明(第3方面)原理的圖，表示對(duì)于兩個(gè)端口實(shí)施讀操作的情形。
使到兩個(gè)外部端口，A端口和B端口的指令在最小間隔進(jìn)入，在該間隔中可以實(shí)施內(nèi)部操作周期2.2次。即，內(nèi)部操作周期的2.2倍等于最小外部指令周期，并將外部指令周期設(shè)置得比允許實(shí)施內(nèi)部操作周期2.2次的時(shí)間周期長(zhǎng)。分別將時(shí)鐘脈沖CLKA和CLKB輸入A端口和B端口，與對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘脈沖同步地實(shí)施指令，地址和數(shù)據(jù)到外部端口的輸入和從外部端口的輸出。雖然未加說(shuō)明，但是與指令同時(shí)輸入地址。當(dāng)在最小外部指令周期中將讀指令加到A端口和B端口時(shí)，如圖所示，判優(yōu)電路對(duì)當(dāng)實(shí)施芯操作時(shí)將優(yōu)先權(quán)給予首先到達(dá)的指令進(jìn)行控制。
DRAM芯實(shí)施兩個(gè)讀操作，在一個(gè)外部指令周期中從存儲(chǔ)器陣列讀出數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)輸出到A端口和B端口。A端口和B端口分別保存檢索的數(shù)據(jù)，并與各時(shí)鐘脈沖信號(hào)的特定的時(shí)鐘定時(shí)同步地輸出檢索的數(shù)據(jù)，這些時(shí)鐘脈沖信號(hào)是從輸入讀指令開(kāi)始的第6個(gè)時(shí)鐘脈沖。即，在這個(gè)情形中數(shù)據(jù)等待時(shí)間是6。
提供刷新定時(shí)器作為內(nèi)部電路，并在它自身上產(chǎn)生刷新指令。當(dāng)不發(fā)生刷新操作時(shí)，器件的內(nèi)部電路以例行程序的方式操作以便在一個(gè)外部指令周期中實(shí)施與指令A(yù)和B對(duì)應(yīng)的兩個(gè)操作。因?yàn)樵谝粋€(gè)外部指令周期中能夠執(zhí)行內(nèi)部操作2.2次，所以DRAM芯將具有在完成兩個(gè)內(nèi)部操作后留下的一個(gè)額外時(shí)間tα。
當(dāng)內(nèi)部產(chǎn)生刷新指令時(shí)，器件的內(nèi)部電路快速操作。這里，快速意味著執(zhí)行操作而不產(chǎn)生額外時(shí)間tα。當(dāng)產(chǎn)生刷新指令時(shí)，器件實(shí)施刷新操作。因?yàn)橥瑫r(shí)將指令輸入A端口和B端口，所以要被處理的指令將積累起來(lái)。器件快速地一個(gè)接一個(gè)地執(zhí)行指令而不提供額外時(shí)間tα。雖然將指令一個(gè)接一個(gè)地輸入A端口和B端口，但是只有在比外部指令周期長(zhǎng)的間隔發(fā)生刷新指令，只有指令A(yù)和指令B必須被執(zhí)行直到產(chǎn)生下一個(gè)刷新指令。因?yàn)閮?nèi)部指令的處理速度較快，所以在結(jié)束時(shí)將不會(huì)有積累的指令。換句話說(shuō)，內(nèi)部處理將趕上外部指令的輸入。此后，器件回到它的例行程序操作。通過(guò)考慮到外部端口的數(shù)目，內(nèi)部操作周期的數(shù)目，刷新間隔等確定額外時(shí)間α。
因?yàn)楫?dāng)內(nèi)部刷新指令和輸入到另一個(gè)端口的指令立即在Read指令前發(fā)生時(shí)定時(shí)變得最壞，所以需要將與Read指令(RD)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)輸出的延遲時(shí)間(數(shù)據(jù)等待時(shí)間)設(shè)置在內(nèi)部操作的3個(gè)周期中(在兩個(gè)端口的情形中)。然而，因?yàn)樯蚤L(zhǎng)于兩個(gè)內(nèi)部操作周期的外部指令周期就是器件適當(dāng)操作所需要的一切，所以數(shù)據(jù)傳輸速率是相當(dāng)高的。
如上所述，本發(fā)明能夠取消來(lái)自器件外部的刷新操作，并將外部指令周期設(shè)置得稍長(zhǎng)于兩個(gè)內(nèi)部操作周期。不需要刷新來(lái)自外部裝置的控制，甚至當(dāng)在內(nèi)部執(zhí)行刷新操作時(shí)，這對(duì)外部裝置是完全看不見(jiàn)的，并且不影響從外部裝置看的器件操作的方式。因此，可以從每個(gè)外部端口進(jìn)行到存儲(chǔ)器的存取而不用考慮其它端口。
在這個(gè)方式中，本發(fā)明能夠提供用DRAM存儲(chǔ)單元的多端口存儲(chǔ)器，它有大容量和快的數(shù)據(jù)傳輸速率，同時(shí)允許使用存儲(chǔ)器而不用考慮任何刷新操作就像它在SRAM的基礎(chǔ)上完成一樣。
在圖73的例子中，響應(yīng)一個(gè)讀指令與外部時(shí)鐘脈沖同步地輸出一項(xiàng)讀數(shù)據(jù)。即，脈沖串長(zhǎng)度為1。所以，在一個(gè)時(shí)鐘脈沖周期中完成讀數(shù)據(jù)的輸出后，在外部指令周期的3個(gè)留下的時(shí)鐘脈沖周期中外部端口不輸出任何數(shù)據(jù)，這導(dǎo)致無(wú)效的數(shù)據(jù)傳輸。這個(gè)問(wèn)題能夠通過(guò)加長(zhǎng)脈沖串長(zhǎng)度來(lái)消除。
圖74是用于解釋本發(fā)明原理的圖，表示脈沖串長(zhǎng)度為4的例子。在這個(gè)例子中，如以前的情形那樣，將兩個(gè)外部端口的外部指令周期設(shè)置在能夠提供2.2個(gè)內(nèi)部操作周期的長(zhǎng)度上。進(jìn)一步，一個(gè)外部指令周期對(duì)應(yīng)于4個(gè)時(shí)鐘脈沖周期。與時(shí)鐘脈沖同步地以提供數(shù)據(jù)等待時(shí)間為6的方式在單個(gè)外部指令周期中從一個(gè)外部端口輸出數(shù)據(jù)4次。所以，如果根據(jù)一個(gè)外部指令周期的時(shí)鐘脈沖周期的數(shù)目設(shè)置脈沖串長(zhǎng)度，則在兩個(gè)端口中都能夠達(dá)到無(wú)間隙的讀操作，從而非常大地促進(jìn)了數(shù)據(jù)傳輸速率的提高。在這個(gè)情形中，需要響應(yīng)單個(gè)存取將與脈沖串長(zhǎng)度一樣多的數(shù)據(jù)項(xiàng)內(nèi)部地輸入存儲(chǔ)器陣列或從存儲(chǔ)器陣列輸出。例如，如果一個(gè)外部端口的數(shù)據(jù)輸入/輸出銷(xiāo)數(shù)目為4和脈沖串長(zhǎng)度為4，則需要保證通過(guò)單個(gè)存取操作將16位數(shù)據(jù)從存儲(chǔ)器陣列輸出或輸入存儲(chǔ)器陣列。
我們應(yīng)該注意到A端口和B端口不一定同步地操作，只要設(shè)置最小周期等于對(duì)于N個(gè)內(nèi)部操作周期加上比單個(gè)內(nèi)部操作周期短的持續(xù)時(shí)間α需要的持續(xù)時(shí)間，就能夠相互獨(dú)立地將各外部指令周期設(shè)置在任何定時(shí)。
圖75和圖76是表示在2，3和N個(gè)端口的情形中在一個(gè)最小外部指令周期和各內(nèi)部操作周期之間的關(guān)系的圖。如圖所示，如果端口數(shù)為2，則最小外部指令周期是允許2個(gè)內(nèi)部操作的時(shí)間長(zhǎng)度加上α，如果端口數(shù)為3，則最小外部指令周期是允許3個(gè)內(nèi)部操作的時(shí)間長(zhǎng)度加上α。進(jìn)一步，如果端口數(shù)為N，則最小外部指令周期等于其間能執(zhí)行N+1個(gè)內(nèi)部操作的時(shí)間長(zhǎng)度加上時(shí)間長(zhǎng)度α。
圖77和圖78A到圖78C是表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的多端口存儲(chǔ)器的配置的圖。圖77表示DRAM芯及其相關(guān)電路，圖78A表示A端口，圖78B表示B端口。進(jìn)一步，圖78C表示刷新電路。圖78A到圖78C所示的電路與圖77的各部分連接。
如這些圖所示，本實(shí)施例的多端口存儲(chǔ)器包括DRAM芯3011，用于控制確定操作次序并保證以確定的次序?qū)嵤┎僮鞯呐袃?yōu)器3026，指令寄存器3025，它暫時(shí)存儲(chǔ)從判優(yōu)器3026提供的指令，并將這些指令以接到它們的次序傳輸給DRAM芯3011的控制電路3014，暫時(shí)存儲(chǔ)各端口的指令，地址和數(shù)據(jù)的多組寄存器，2個(gè)由A端口3030和B端口3040組成的外部端口，和刷新電路3050。
A端口3030和B端口3040分別包括模寄存器3031和3041，CLK緩沖器3032和3042，數(shù)據(jù)I/O電路3033和3043，地址輸入電路3034和3044，與指令輸入裝置3035和3045，它們根據(jù)從器件外部提供的各分開(kāi)的時(shí)鐘頻率進(jìn)行操作。將數(shù)據(jù)等待時(shí)間和脈沖串長(zhǎng)度存儲(chǔ)在模寄存器3031和3041中，使它們能被分別地設(shè)置。數(shù)據(jù)I/O電路3033和3043裝備有根據(jù)脈沖串長(zhǎng)度實(shí)施輸出/輸出數(shù)據(jù)的并行到串行變換和串行到并行變換的機(jī)構(gòu)。
刷新電路3050包括刷新定時(shí)器3051和刷新指令發(fā)生器3052。刷新定時(shí)器3051在預(yù)定間隔上產(chǎn)生刷新開(kāi)始信號(hào)，和刷新指令發(fā)生器3052對(duì)應(yīng)地產(chǎn)生刷新指令。
分別將加到A端口和B端口的指令存儲(chǔ)在指令寄存器A 28A和指令寄存器B 28B中。分別將地址存儲(chǔ)在地址寄存器A 19A和地址寄存器B 19B中，分別將寫(xiě)入的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在Write數(shù)據(jù)寄存器A 22A和Write數(shù)據(jù)寄存器B 22B中。進(jìn)一步，將刷新指令存儲(chǔ)在刷新指令寄存器3027中，并將刷新地址存儲(chǔ)在刷新地址計(jì)數(shù)器/寄存器3018中。
判優(yōu)器3026根據(jù)指令到達(dá)的次序確定執(zhí)行指令的次序，并以確定的次序?qū)⒅噶顐鬏斀o指令寄存器3025。指令寄存器3025以從判優(yōu)器3026接到指令的次序?qū)⑦@些指令傳送給DRAM芯3011的控制電路3014。當(dāng)DRAM芯處理給定指令時(shí)，使控制電路3014處于能夠接收下一個(gè)指令的狀態(tài)。對(duì)應(yīng)地，指令寄存器3025下一個(gè)指令傳送給控制電路3014。同時(shí)將從判優(yōu)器3026提供的指令暫時(shí)存儲(chǔ)在指令寄存器3025中。進(jìn)一步，指令寄存器3025除了將指令傳輸給DRAM芯3011的控制電路3014外也將傳輸信號(hào)傳輸給對(duì)應(yīng)的地址寄存器和對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)寄存器(在寫(xiě)操作情形)。在DRAM芯3011中，控制電路3014響應(yīng)提供的指令，控制譯碼器3013，寫(xiě)放大器(WriteAmp)3015，和讀出緩沖器3016，從而對(duì)于存儲(chǔ)器陣列3012實(shí)施存取操作。在寫(xiě)操作的情形中，譯碼器3013為了進(jìn)行寫(xiě)操作對(duì)存取的地址進(jìn)行譯碼，以便激活在存儲(chǔ)器陣列3012中的字線和列信號(hào)線，導(dǎo)致將存儲(chǔ)在Write數(shù)據(jù)寄存器A和B中的寫(xiě)數(shù)據(jù)通過(guò)WriteAmp 3015寫(xiě)入存儲(chǔ)器陣列3012。在讀操作的情形中，以類(lèi)似的方式存取存儲(chǔ)器陣列3012，導(dǎo)致分別通過(guò)標(biāo)記為3024A和3024B的傳輸門(mén)A和B，將讀數(shù)據(jù)從讀出緩沖器3016傳輸?shù)礁鞫丝诘臄?shù)據(jù)輸出電路。根據(jù)DRAM芯3011的操作周期，控制傳輸門(mén)的傳輸定時(shí)，并由控制電路3014確定傳輸定時(shí)。與對(duì)應(yīng)的外部時(shí)鐘同步地從每個(gè)端口的數(shù)據(jù)輸出電路輸出輸出數(shù)據(jù)。
下面，我們描述與每個(gè)指令處理，地址處理和數(shù)據(jù)處理有關(guān)的詳細(xì)情形。
圖79和圖80是表示根據(jù)第1實(shí)施例與指令處理有關(guān)的裝置的配置的圖。在與圖77和圖78A-78C相同的部件上加上相同的參照數(shù)字。這也同樣應(yīng)用于其它的圖。
如圖79所示，A端口的指令輸入裝置3035包括輸入緩沖器3036，指令譯碼器3037和(n-1)時(shí)鐘延遲電路3038，B端口的指令輸入裝置3045包括輸入緩沖器3046，指令譯碼器3047和(m-1)時(shí)鐘延遲電路3048。這里，n和m是脈沖串長(zhǎng)度。而且，如圖80所示，指令寄存器A包括Read指令寄存器AR和Write指令寄存器AW，指令寄存器B包括Read指令寄存器BR和Write指令寄存器BW。
輸入緩沖器3036和3046要求以與各時(shí)鐘脈沖CLKA1和CLKB1同步地加上Read指令，指令譯碼器3037和3047進(jìn)行譯碼處理。指令譯碼器3037和3047在Read指令情形分別產(chǎn)生RA1和RB1，而在Write指令情形分別產(chǎn)生WA1和WB1。分別將信號(hào)RA1和RB1傳輸給Read指令寄存器AR和BR，不需要任何定時(shí)操作，而信號(hào)WA1和WB1被(n-1)時(shí)鐘延遲電路3038和(m-1)時(shí)鐘延遲電路3048延遲，直到輸入脈沖串?dāng)?shù)據(jù)的最后一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)為止，接著分別被傳輸給Write指令寄存器AW和BW。而且，將由刷新電路3050產(chǎn)生的刷新指令REF1傳輸給刷新指令寄存器3027。
判優(yōu)器3026檢測(cè)將指令傳輸給這5個(gè)指令寄存器AR，AW，BR，BW和3027的次序，并以檢測(cè)到的次序一個(gè)接著一個(gè)地將這些指令傳輸給指令寄存器3025。在接到從判優(yōu)器2026發(fā)出的指令時(shí)，指令寄存器3025將指令接收確認(rèn)傳輸給判優(yōu)器3026。響應(yīng)指令接收確認(rèn)，判優(yōu)器3026將下一個(gè)指令發(fā)送給指令寄存器。
指令寄存器3025以從判優(yōu)器3026接到指令的次序?qū)⒅噶钜粋€(gè)接著一個(gè)地傳輸給DRAM芯3011的控制電路3014。DRAM芯的控制電路3014執(zhí)行接到的指令，并當(dāng)指令執(zhí)行結(jié)束或接近結(jié)束時(shí)將準(zhǔn)備好接收指令的信號(hào)傳輸給指令寄存器3025。響應(yīng)準(zhǔn)備好接收指令的信號(hào)，指令寄存器3025將下一個(gè)指令傳輸給控制電路3014。同時(shí)，將從判優(yōu)器3026提供的指令暫時(shí)存儲(chǔ)在指令寄存器3025中。
圖81是判優(yōu)器3026的實(shí)施例。指令到達(dá)圖80的5個(gè)指令寄存器(Read指令寄存器AR，Write指令寄存器AW，Read指令寄存器BR，Write指令寄存器BW和刷新指令寄存器3027)的次序由比較器3053檢測(cè)出來(lái)如該圖所示。每個(gè)比較器3053比較兩個(gè)指令寄存器的定時(shí)，并首先輸入“H”時(shí)將它的輸出改變成“H”。AND門(mén)3054通過(guò)檢測(cè)相關(guān)比較器3053的所有相關(guān)輸出是否是“H”來(lái)確定一個(gè)給定的指令是否在所有4個(gè)其它的指令前輸入。如果一個(gè)對(duì)應(yīng)的指令是最早的并且被傳輸給指令寄存器3025，則響應(yīng)各指令，信號(hào)RA31，WA31，RB31，WB31和REF31變成“H”。如果RA2是RA2到REF2中最早的，則與RA2連接的比較器具有在與RA2連接的一邊上為“H”的輸出。在這個(gè)特定的瞬間，指令接收確認(rèn)還沒(méi)有產(chǎn)生(＝“L”)，使得N1＝“H”，導(dǎo)致RA3為“H”。于是將指令發(fā)送給指令寄存器3025。
指令寄存器3025當(dāng)接收指令時(shí)產(chǎn)生指令接收確認(rèn)。當(dāng)發(fā)生這種情況時(shí)，在節(jié)點(diǎn)N1產(chǎn)生“L”脈沖，導(dǎo)致RA3到REF3都為“L”。同時(shí)，將產(chǎn)生ResetRA到ResetREF中的一個(gè)。如果RA31為“H”，則產(chǎn)生ResetRA，從而使Read指令寄存器AR復(fù)位。對(duì)應(yīng)地，RA2變成“L”，于是RA31到REF31中的一個(gè)變成“H”，指示中下一個(gè)在線的指令。當(dāng)在“L”脈沖未端N1變成“H”時(shí)，將下一個(gè)在線的指令傳輸給指令寄存器3025。此后重復(fù)上述的操作。
圖82和圖83是表示指令寄存器3025的配置的圖。將指令寄存器3025分成兩半并表示在兩個(gè)圖中。
指令寄存器3025主要包括移位寄存器3092，移位寄存器3092在其中存儲(chǔ)指令，將這些指令連續(xù)地輸出到DRAM芯3011，并包括將從判優(yōu)器3026接收的指令傳輸?shù)揭莆患拇嫫?092的開(kāi)關(guān)(SW1-SW3)3082-3084。在這個(gè)例子中，移位寄存器3092具有三級(jí)配置，并包括用于存儲(chǔ)指令的寄存器3085-3087，指示寄存器3085-3087的存儲(chǔ)狀態(tài)的標(biāo)志3088-3090，和使寄存器3085-3087的狀態(tài)復(fù)位的復(fù)位數(shù)據(jù)裝置3091。在沒(méi)有指令存儲(chǔ)在寄存器3085-3087的狀態(tài)中，標(biāo)志3088-3090都處于低的狀態(tài)(FL1-FL3＝“L”)，使得開(kāi)關(guān)3082(SW1)接上。通過(guò)SW1將第1指令存儲(chǔ)在寄存器3085中，使得FL1變成“H ”。當(dāng)FL1變成“H”時(shí)，“H”邊沿脈沖電路3093產(chǎn)生脈沖，將指令接收確認(rèn)傳輸給判優(yōu)器3026。
如果在這個(gè)特定的瞬間DRAM芯3011認(rèn)定準(zhǔn)備好接收指令的信號(hào)，則門(mén)3097打開(kāi)將寄存器3085的指令傳輸給鎖存器3098，然后將指令發(fā)送給DRAM芯3011的控制電路3014。同時(shí)，將對(duì)應(yīng)于該指令的地址等傳輸給DRAM芯3011。DRAM芯3011當(dāng)根據(jù)接到的指令開(kāi)始操作時(shí)取消準(zhǔn)備好接收指令的信號(hào)。于是門(mén)3097關(guān)閉。寄存器控制電路3096產(chǎn)生促使寄存器3086的數(shù)據(jù)移到寄存器3085和寄存器3087的數(shù)據(jù)移到寄存器3086的移位信號(hào)。如果在移位信號(hào)產(chǎn)生前寄存器3086中沒(méi)有存儲(chǔ)指令，則移位操作導(dǎo)致使寄存器3085復(fù)位和使FL1變成“L”。寄存器控制電路3096在產(chǎn)生移位信號(hào)同時(shí)產(chǎn)生禁止傳輸信號(hào)以便斷開(kāi)SW1-SW3，從而當(dāng)移位操作時(shí)禁止將數(shù)據(jù)傳送到移位寄存器3092。當(dāng)通過(guò)SW1將第1指令(指令1)加到寄存器3085時(shí)，如果DRAM芯3011正在執(zhí)行前一個(gè)指令則將指令存儲(chǔ)在寄存器3085中。FL1變成“H”，它斷開(kāi)SW1，并進(jìn)一步在一個(gè)預(yù)定延遲后斷開(kāi)SW2。這里，預(yù)定延遲與從產(chǎn)生指令接收確認(rèn)到使判優(yōu)器輸出復(fù)位的時(shí)間周期對(duì)應(yīng)。如果在DRAM芯3011準(zhǔn)備好接收指令前加上來(lái)自判優(yōu)器3026的下一個(gè)指令(指令2)，則通過(guò)SW2將指令存儲(chǔ)在寄存器3086中。FL2變成“H”，它產(chǎn)生指令接收確認(rèn)并斷開(kāi)SW2，接著在一個(gè)預(yù)定延遲時(shí)間后進(jìn)一步斷開(kāi)SW3。當(dāng)DRAM芯處在能接收指令的狀態(tài)時(shí)，產(chǎn)生準(zhǔn)備接收指令信號(hào)，打開(kāi)門(mén)3097，使得將寄存器3085的指令1傳輸給鎖存器3098，然后傳輸給DRAM芯3011。DRAM芯3011當(dāng)根據(jù)指令1開(kāi)始操作時(shí)取消準(zhǔn)備接收指令信號(hào)。相應(yīng)地，門(mén)3097關(guān)閉。寄存器控制電路3096產(chǎn)生移位信號(hào)，該移位信號(hào)將寄存器3086的指令2移到寄存器3085，和將寄存器3087的內(nèi)容(復(fù)位狀態(tài))移到寄存器3086。寄存器3085結(jié)束指令2的存儲(chǔ)，寄存器3086和3087終止在復(fù)位狀態(tài)。因?yàn)镕L1為“H”，F(xiàn)L2和FL3為“L”，所以接上SW2而斷開(kāi)SW1和SW3。
復(fù)位數(shù)據(jù)裝置3091與在它左邊的移位寄存器3092的寄存器連接。提供這個(gè)配置的目的是當(dāng)在直到寄存器3087的整條路徑上指令都被存儲(chǔ)時(shí)，用接著的移位信號(hào)將寄存器3087的指令移到寄存器3086。在這個(gè)方式中，指令寄存器3025暫時(shí)積累從判優(yōu)器3026發(fā)送的指令，檢測(cè)DRAM芯3011的狀態(tài)，接著一個(gè)又一個(gè)地傳輸指令。
將指令產(chǎn)生檢測(cè)信號(hào)輸入寄存器控制電路3096。當(dāng)從判優(yōu)器3026傳輸指令時(shí)產(chǎn)生指令產(chǎn)生檢測(cè)信號(hào)。圖84A和圖84B表示寄存器控制電路3096的操作。當(dāng)?shù)郊拇嫫骺刂齐娐?096的準(zhǔn)備接收指令信號(hào)去激活時(shí)產(chǎn)生移位信號(hào)和禁止傳輸信號(hào)。然而，當(dāng)就在準(zhǔn)備接收指令信號(hào)去激活前立即從判優(yōu)器3026傳輸指令時(shí)，優(yōu)先的是只在將較早接收的指令傳輸給移位寄存器3092后才實(shí)施移位操作。因此，進(jìn)行比較以便確定準(zhǔn)備接收指令信號(hào)的后沿和指令產(chǎn)生檢測(cè)信號(hào)的前沿中哪一個(gè)較早。如果前者較早，則響應(yīng)前者的后沿產(chǎn)生移位信號(hào)和禁止傳輸信號(hào)，如果后者較早，則響應(yīng)后者的后沿產(chǎn)生移位信號(hào)和禁止傳輸信號(hào)。
圖85和圖86是表示指令寄存器3025操作的圖。這里對(duì)關(guān)于在表示輸入指令最擁擠的定時(shí)條件的Write→Read指令傳輸?shù)臅r(shí)間產(chǎn)生刷新指令的情形進(jìn)行說(shuō)明。圖中所示的SW1到SW3的數(shù)目指出連接的SW，并說(shuō)明了連接SW的持續(xù)時(shí)間。進(jìn)一步，電阻1到3分別對(duì)應(yīng)于寄存器3085到3087。
圖87是表示根據(jù)第1實(shí)施例與地址處理有關(guān)的部分的配置的圖。下文中，在它的信號(hào)名稱(chēng)的未端具有字母“P”的信號(hào)代表具有從對(duì)應(yīng)的信號(hào)名稱(chēng)的信號(hào)的前沿產(chǎn)生的脈沖的信號(hào)。如圖所示，地址輸入電路3034和3044分別包括輸入緩沖器3057A和3057B，傳輸門(mén)3058A和3058B。進(jìn)一步，地址寄存器3019A和地址寄存器3019B分別包括地址鎖存器A1到A4和B1到B4，傳輸門(mén)3059A到3063A和3059B到3063B。通過(guò)地址總線3017將從傳輸門(mén)3062A，3062B，3063A，3063B提供的地址傳輸?shù)紻RAM芯3011。進(jìn)一步，通過(guò)傳輸門(mén)3064和地址總線3017將從刷新地址計(jì)數(shù)器/寄存器3018提供的刷新地址傳輸?shù)紻RAM芯3011。
當(dāng)從器件外部輸入Read指令或Write指令時(shí)，分別通過(guò)傳輸門(mén)3058A或3058B將加到輸入緩沖器3057A或3057B的地址和輸入指令同時(shí)傳輸給地址鎖存器A1或B1。在Read指令的情形中，通過(guò)傳輸門(mén)3061A和3063A或3061B和3063B和地址鎖存器A4或B4與到DRAM芯的指令傳輸同步地將地址傳送給DRAM芯3011。在Write指令的情形中，進(jìn)一步在上次數(shù)據(jù)采集的定時(shí)將地址傳輸給地址鎖存器A2或B2，然后，與到DRAM芯的指令傳輸同步地通過(guò)傳輸門(mén)3062A或3062B傳輸給DRAM芯3011。進(jìn)一步，刷新地址計(jì)數(shù)器/寄存器3018產(chǎn)生并在其中保存刷新地址，然后與刷新指令到DRAM芯的傳輸同步地通過(guò)傳輸門(mén)3064將該地址傳輸給DRAM芯3011。
圖88是表示根據(jù)第1實(shí)施例與數(shù)據(jù)輸出有關(guān)的部分的配置的圖。圖89是表示圖88的傳輸信號(hào)發(fā)生電路的圖。A端口3030和B端口3040的各數(shù)據(jù)I/O電路3033和3043分別包括為了輸出數(shù)據(jù)的電路3065A和3065B及為了輸入數(shù)據(jù)的電路3074A和3074B。如圖所示，將通過(guò)讀出緩沖器3016從存儲(chǔ)器陣列3012讀出的數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)總線3021和傳輸門(mén)3024A或3024B分別傳輸給為了輸出數(shù)據(jù)的電路3065A或3065B。
為了輸出數(shù)據(jù)的電路3065A和3065B分別包括數(shù)據(jù)鎖存器A1或B1，傳輸信號(hào)發(fā)生電路3067A和3067B，傳輸門(mén)3068A或3068B，數(shù)據(jù)鎖存器A2或B2，并行到串行變換器3070A和3070B，以及輸出緩沖器3071A和3071B。
傳輸門(mén)3024A和3024B由DRAM芯3011的控制電路3014根據(jù)內(nèi)部操作進(jìn)行控制。如果執(zhí)行的指令是Read-A(即，對(duì)于A端口的讀操作)，則傳輸門(mén)3024A將打開(kāi)。如果執(zhí)行的指令是Read-B，則傳輸門(mén)3024B將打開(kāi)。數(shù)據(jù)鎖存器A1或B1在其中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，然后在通過(guò)傳輸門(mén)3068A和3068B引入等待時(shí)間的各端口中接收Read指令后的一個(gè)預(yù)定等待時(shí)間，將數(shù)據(jù)傳輸給各數(shù)據(jù)鎖存器A2或B2。然后，由并行到串行變換器3070A和3070B對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行變換，接著分別傳輸給輸出緩沖器3071A和3071B，并從那里輸出。
如圖89所示，傳輸信號(hào)發(fā)生電路3067(即3067A或2067B)采用一系列的觸發(fā)器3072使各Read指令RA1或RB1延遲由等待時(shí)間設(shè)定確定的許多時(shí)鐘脈沖周期，從而產(chǎn)生數(shù)據(jù)傳輸信號(hào)3002。因?yàn)轫憫?yīng)數(shù)據(jù)傳輸信號(hào)3002，通過(guò)傳輸門(mén)3068A和3068B傳輸讀數(shù)據(jù)，所以讀數(shù)據(jù)從讀操作的定時(shí)開(kāi)始被延遲與等待時(shí)間設(shè)置相同的許多時(shí)鐘脈沖周期后結(jié)束。
圖90和圖91是表示根據(jù)本實(shí)施例與數(shù)據(jù)輸入有關(guān)的部分的配置的圖。為了輸入數(shù)據(jù)的電路3074A和3074B分別包括數(shù)據(jù)輸入(Din)緩沖器3075A和3075B，串行到并行變換器3076A和3076B，以及數(shù)據(jù)傳輸裝置3077A和3077B。分別通過(guò)第1個(gè)Write數(shù)據(jù)寄存器3078A和3078B，數(shù)據(jù)傳輸門(mén)3079A和3079B，第2個(gè)Write數(shù)據(jù)寄存器3080A和3080B，數(shù)據(jù)傳輸門(mén)3081A和3081B，以及數(shù)據(jù)總線3021將來(lái)自數(shù)據(jù)傳輸裝置3077A和3077B的Write數(shù)據(jù)WDA和WDB傳送給WriteAmp 3015，然后被寫(xiě)入存儲(chǔ)器陣列3012。
根據(jù)脈沖串長(zhǎng)度將串行輸入數(shù)據(jù)從串行變換到并行，然后在輸入最后一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)的定時(shí)傳輸給第1個(gè)Write寄存器3078A和3078B。當(dāng)從指令寄存器3025將Write指令傳輸給DRAM芯3011時(shí)，也將對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)傳輸給DRAM芯3011。
圖92到圖99是表示第1實(shí)施例的多端口存儲(chǔ)器的操作的定時(shí)圖。圖92和圖93，圖95和圖96，圖98和圖99是為了便于說(shuō)明起見(jiàn)將單個(gè)時(shí)間圖分成兩半的圖，一個(gè)表示時(shí)間圖的第1個(gè)一半，另一個(gè)表示時(shí)間圖的第2個(gè)一半，它們之間存在一些重疊。
圖92和圖93表示當(dāng)將Read指令相繼輸入兩個(gè)端口時(shí)實(shí)施的操作。A端口和B端口，它們分別具有有相互不同頻率的時(shí)鐘信號(hào)CLKA和CLKB，與接收的時(shí)鐘信號(hào)同步地取得指令，地址和寫(xiě)數(shù)據(jù)，并與時(shí)鐘信號(hào)同步地輸出檢索的數(shù)據(jù)。在這個(gè)例子中，A端口操作在最大時(shí)鐘頻率，而B(niǎo)端口操作在稍低的時(shí)鐘頻率。對(duì)于A端口，Read指令周期＝4(CLKA)，數(shù)據(jù)等待時(shí)間＝6(CLKA)，和脈沖串長(zhǎng)度＝4。對(duì)于B端口，Read指令周期＝2(CLKB)，數(shù)據(jù)等待時(shí)間＝3(CLKB)，和脈沖串長(zhǎng)度＝2。在各端口的模寄存器3031和3041中分別設(shè)置數(shù)據(jù)等待時(shí)間和脈沖串長(zhǎng)度。對(duì)于A端口，響應(yīng)一個(gè)指令與時(shí)鐘信號(hào)同步地實(shí)施數(shù)據(jù)的輸入/輸出4次，在輸入讀指令后的6個(gè)時(shí)鐘脈沖周期輸出檢索的數(shù)據(jù)。對(duì)于B端口，響應(yīng)一個(gè)指令與時(shí)鐘信號(hào)同步地實(shí)施數(shù)據(jù)的輸入/輸出2次，在輸入讀指令后的3個(gè)時(shí)鐘脈沖周期輸出檢索的數(shù)據(jù)。
分別將加到A端口和B端口的指令存儲(chǔ)在指令寄存器3028A和3028B中。當(dāng)刷新定時(shí)器3051產(chǎn)生信號(hào)時(shí)，刷新指令寄存器3027在其中存儲(chǔ)刷新指令。判優(yōu)器3026監(jiān)視這些指令寄存器，并以發(fā)出指令的次序?qū)⑦@些指令傳輸給指令寄存器3025。指令寄存器3025暫時(shí)存儲(chǔ)接收的指令，并以接到它們的次序?qū)⑺鼈冞B續(xù)地傳輸給DRAM芯3011。即，在完成上一個(gè)傳輸指令的處理后傳輸下一個(gè)指令。
如圖所示，將指令Read-A2輸入Read指令寄存器AR和將指令Read-B2輸入Read指令寄存器BR。在此之前，發(fā)生一次刷新，并將刷新指令輸入刷新指令寄存器。根據(jù)發(fā)出指令的次序，判優(yōu)器3026以Read-A2→Ref→Read-B2的次序?qū)⑦@些指令傳輸給DRAM芯3011，然后由芯執(zhí)行這些指令。
由于芯的操作在Read-B1和Read-A2之間存在額外時(shí)間，并直到這個(gè)點(diǎn)都實(shí)施正常的和例行程序操作。當(dāng)發(fā)生刷新時(shí)，在Read-A2后立即實(shí)施刷新而在其間沒(méi)有任何時(shí)間間隙。此后，相繼實(shí)施Read-B2，Read-A3等而沒(méi)有任何時(shí)間間隙直到執(zhí)行Read-A5。與正常的和例行程序操作相反，直到這個(gè)點(diǎn)都執(zhí)行快速操作。
由于刷新指令的執(zhí)行，內(nèi)部操作相對(duì)于來(lái)自器件外部的指令輸入顯示出一些延遲?？焖俨僮餮a(bǔ)償該延遲，在執(zhí)行指令Read-A5前趕上。在Read-A5和Read-B5之間再次存在額外時(shí)間，指出回到正常的和例行程序操作。將通過(guò)讀出緩沖器3016從DRAM芯3011讀出的數(shù)據(jù)通過(guò)傳輸門(mén)傳輸給接收對(duì)應(yīng)的Read指令的端口的數(shù)據(jù)鎖存器(數(shù)據(jù)鎖存器A1或B1)。數(shù)據(jù)鎖存器A1或B1為數(shù)據(jù)提供時(shí)間調(diào)整，然后將數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)鎖存器A2或B2，并與對(duì)應(yīng)端口的時(shí)鐘信號(hào)同步地輸出數(shù)據(jù)。
甚至當(dāng)在內(nèi)部實(shí)施刷新操作時(shí)，從外部看來(lái)數(shù)據(jù)是在一個(gè)預(yù)定數(shù)據(jù)等待時(shí)間后輸出的。這樣，就不需要考慮任何刷新操作。
圖94表示當(dāng)在與上述相同的條件下接連地輸入Write指令時(shí)的例子。也以脈沖串輸入的形式給出在Write操作時(shí)從器件外部輸入的數(shù)據(jù)。在輸入最后一個(gè)數(shù)據(jù)塊的定時(shí)將Write指令存儲(chǔ)在Write指令寄存器AW中。在這個(gè)情形中，甚至當(dāng)在內(nèi)部產(chǎn)生和執(zhí)行刷新操作時(shí)也不需要考慮任何刷新操作。
圖95和圖96表示當(dāng)A端口和B端口兩者都操作在最大時(shí)鐘頻率上進(jìn)行Read操作時(shí)實(shí)施的操作。圖97是表示當(dāng)A端口和B端口兩者都操作在最大時(shí)鐘頻率上進(jìn)行Write操作時(shí)實(shí)施的操作的圖。在這個(gè)情形中，在這兩個(gè)端口的時(shí)鐘脈沖信號(hào)中可能存在相位差。對(duì)于兩個(gè)端口，Read指令周期＝4，Write指令周期＝4，數(shù)據(jù)等待時(shí)間＝6，和脈沖串長(zhǎng)度＝4。如從圖可見(jiàn)的那樣，在這個(gè)情形中也可以適當(dāng)?shù)貙?shí)施操作。
圖98和圖99是表示當(dāng)兩個(gè)端口都操作在最高頻率，并用內(nèi)部產(chǎn)生的刷新指令經(jīng)受從Write寫(xiě)指令到Read讀指令的改變時(shí)實(shí)施的操作的時(shí)間圖。這是指令最擁擠的情形。
如所說(shuō)明的那樣，DRAM芯3011以Ref→Write-A1→Write-B1→Read-A2→Read-B2的次序進(jìn)行操作，在它們之間沒(méi)有任何間隙。在這個(gè)例子中，在輸入Write指令后6個(gè)時(shí)鐘脈沖輸入Read-A2和Read-B2。即便這些定時(shí)超前2個(gè)時(shí)鐘脈沖，也不可能超前DRAM芯的內(nèi)部操作。由從輸入Read指令的數(shù)據(jù)等待時(shí)間對(duì)讀數(shù)據(jù)的輸出定時(shí)進(jìn)行控制。如果Read-A2和Read-B2的輸入定時(shí)是超前的，則也需要使數(shù)據(jù)輸出定時(shí)是超前的。例如，如果在Write-B1后4個(gè)時(shí)鐘脈沖輸入Read-B2，則響應(yīng)Read-B2的數(shù)據(jù)輸出定時(shí)太接近DRAM芯操作的開(kāi)始時(shí)間，使得不能適當(dāng)?shù)貓?zhí)行Read-B2。因?yàn)檫@個(gè)原因，需要將Write→Read變遷的指令間隔設(shè)置得相當(dāng)長(zhǎng)如本例中的6個(gè)時(shí)鐘脈沖。
關(guān)于Read→Write的指令間隔，因?yàn)槌峭瓿闪薘ead數(shù)據(jù)的輸出，不能將Write數(shù)據(jù)輸入DQ端子中，所以指令間隔不可避免地變得很長(zhǎng)。
圖100A和100B是表示DRAM芯3011操作的定時(shí)圖。圖100A表示Read操作，圖100B表示W(wǎng)rite操作。如這些圖所示，響應(yīng)單個(gè)指令以字線選擇→數(shù)據(jù)放大→寫(xiě)回→預(yù)充電的次序?qū)嵤┮幌盗胁僮?，從而完成整個(gè)操作。當(dāng)接到指令時(shí)DRAM芯3011使準(zhǔn)備接收指令信號(hào)去激活，并當(dāng)完成或接近結(jié)束指令的執(zhí)行時(shí)產(chǎn)生準(zhǔn)備接收指令信號(hào)。
如上所述，本發(fā)明允許當(dāng)以DRAM芯為基礎(chǔ)制成存儲(chǔ)器陣列時(shí)使用多端口存儲(chǔ)器而不需要考慮任何刷新操作，從而以低成本提供有大容量和容易使用的多端口存儲(chǔ)器。
下面我們描述本發(fā)明的第4方面。
多端口存儲(chǔ)器，它們是裝備有多個(gè)端口的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，可以分成不同的類(lèi)型。當(dāng)下文中使用術(shù)語(yǔ)“多端口存儲(chǔ)器”時(shí)，它指的是具有多端口的存儲(chǔ)器，該存儲(chǔ)器允許從任何一個(gè)端口獨(dú)立地存取公共存儲(chǔ)器陣列。這樣一個(gè)存儲(chǔ)器可以具有A端口和B端口，并允許對(duì)于公共存儲(chǔ)器陣列從與A端口鏈接的CPU和從與B端口鏈接的CPU獨(dú)立地進(jìn)行讀/寫(xiě)操作。
一個(gè)多端口存儲(chǔ)器裝備有稱(chēng)為判優(yōu)器的判優(yōu)電路。判優(yōu)器確定從多個(gè)端口接收的存取要求的優(yōu)先權(quán)，存儲(chǔ)器陣列的控制電路根據(jù)確定的優(yōu)先權(quán)一個(gè)接一個(gè)的進(jìn)行存取操作。例如，存取要求越早到達(dá)端口，就會(huì)給予該存取要求越高的優(yōu)先權(quán)。
在這種情形中，因?yàn)殡S機(jī)地從多個(gè)接口存取存儲(chǔ)器陣列，所以在執(zhí)行了讀或?qū)懙拇嫒〔僮骱笮枰⒓词勾鎯?chǔ)器陣列復(fù)位，從而保證存儲(chǔ)器陣列為下一次存取作好了準(zhǔn)備。即，如果響應(yīng)來(lái)自給定端口的存取要求使一條字線保持在選擇狀態(tài)，和如一般在DRAM中使用的列存取操作中那樣連續(xù)地動(dòng)移各列地址以便讀出連續(xù)的數(shù)據(jù)，則當(dāng)該操作期間來(lái)自另一個(gè)端口的存取要求將一直等待著。因此，在每次讀或?qū)懖僮骱笮枰⒓词勾鎯?chǔ)器陣列復(fù)位。
常規(guī)地，已經(jīng)典型地將SRAM用作多端口存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)器陣列。這是因?yàn)镾RAM允許高速隨機(jī)存取，而且可以進(jìn)行非破壞性讀操作。
在具有兩個(gè)端口的多端口存儲(chǔ)器中，例如，一個(gè)SRAM存儲(chǔ)單元具有兩組字線和位線對(duì)。一個(gè)端口用一組字線和位線對(duì)實(shí)施讀/寫(xiě)操作，另一個(gè)端口用另一組字線和位線對(duì)實(shí)施讀/寫(xiě)操作。在這種方式中，能夠從兩個(gè)不同的端口獨(dú)立地實(shí)施讀/寫(xiě)操作。然而，因?yàn)楫?dāng)兩個(gè)端口企圖在同一時(shí)間將數(shù)據(jù)寫(xiě)入同一存儲(chǔ)單元時(shí)不可能同時(shí)進(jìn)行兩個(gè)寫(xiě)操作，所以給予一個(gè)端口進(jìn)行寫(xiě)操作的優(yōu)先權(quán)，而給予另一個(gè)端口BUSY(忙碌)信號(hào)。這稱(chēng)為BUSY狀態(tài)。
當(dāng)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)使它有改善的性能時(shí)，由該系統(tǒng)處理的數(shù)據(jù)量也增加了。結(jié)果，多端口存儲(chǔ)器需要很大的容量。然而，SRAM型多端口存儲(chǔ)器具有存儲(chǔ)單元的尺寸大的缺點(diǎn)。
為了消除這個(gè)缺點(diǎn)，在多端口存儲(chǔ)器中采用DRAM陣列是可以理解的。為了得到比多端口SRAM高得非常多的電路密度，需要用于多端口存儲(chǔ)器中一個(gè)DRAM存儲(chǔ)單元以與典型的DRAM單元相同的方式只與一條字線和一條位線連接。如果以這樣一種方式用DRAM元件制成存儲(chǔ)塊，如果一個(gè)端口正在對(duì)給定存儲(chǔ)塊執(zhí)行讀或?qū)懖僮?，則另一個(gè)端口不能存取該存儲(chǔ)塊。這是因?yàn)樵贒RAM存儲(chǔ)單元中只可以有破壞性讀操作。即，當(dāng)讀取信息時(shí)，不能選擇在同一個(gè)存儲(chǔ)塊中的另一條字線直到這個(gè)信息被放大和存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中，字線和位線被預(yù)先充電為止。
只有當(dāng)多個(gè)端口同時(shí)對(duì)同一個(gè)存儲(chǔ)單元提出寫(xiě)要求時(shí)，在常規(guī)的SRAM型多端口存儲(chǔ)器中才會(huì)出現(xiàn)BUSY狀態(tài)。因此，DRAM型多端口存儲(chǔ)器需要具有一個(gè)獨(dú)特的與常規(guī)的SRAM型多端口存儲(chǔ)器不同的BUSY狀態(tài)控制功能。
進(jìn)一步，與SRAM型多端口存儲(chǔ)器不同，DRAM型多端口存儲(chǔ)器需要周期地實(shí)施刷新操作以便保持存儲(chǔ)的信息，從而必須采取某種措施保證適當(dāng)?shù)乃⑿露〞r(shí)。
因此，本發(fā)明的目的是提供能夠消除特別與DRAM有關(guān)的問(wèn)題的DRAM型多端口存儲(chǔ)器。
根據(jù)本發(fā)明，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件包括多個(gè)N個(gè)外部端口，它們中的每一個(gè)都接收指令，多個(gè)與各外部端口對(duì)應(yīng)的N條總線，多個(gè)與N條總線連接的存儲(chǔ)塊，比較由輸入到N個(gè)各外部端口的指令存取的地址的地址比較器，和判優(yōu)電路，它確定當(dāng)?shù)刂繁容^電路根據(jù)地址比較檢測(cè)出到同一個(gè)存儲(chǔ)塊的存取時(shí)，存取同一個(gè)存儲(chǔ)塊的各指令中的哪一個(gè)或哪幾個(gè)要被執(zhí)行，和存取同一個(gè)存儲(chǔ)塊的各指令中的哪一個(gè)或哪幾個(gè)不被執(zhí)行。
在上面描述的本發(fā)明中，如果從器件外部輸入端口的指令企圖存取同一個(gè)存儲(chǔ)塊時(shí)，判優(yōu)電路確定各指令中的哪一個(gè)要被執(zhí)行，和各指令中的哪一個(gè)不被執(zhí)行。例如，比較指令定時(shí)，執(zhí)行較早的指令，而不執(zhí)行其它的一個(gè)或多個(gè)指令。當(dāng)存在不被執(zhí)行的指令時(shí)，產(chǎn)生BUSY信號(hào)等并輸出到器件外部。這使得甚至當(dāng)在以DRAM芯為基礎(chǔ)的多端口存儲(chǔ)器中指令存取相互發(fā)生沖突時(shí)也可以實(shí)施適當(dāng)?shù)拇嫒〔僮鞑?shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)腂USY控制。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，存儲(chǔ)塊包括在動(dòng)態(tài)型存儲(chǔ)單元的基礎(chǔ)上制成的存儲(chǔ)單元陣列，而半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件包括定義刷新存儲(chǔ)單元的定時(shí)的刷新電路。在第一模式中，響應(yīng)輸入到N個(gè)外部端口中的至少一個(gè)端口的刷新指令刷新存儲(chǔ)單元，在第二模式中，在刷新電路指出的定時(shí)刷新存儲(chǔ)單元。
上面描述的本發(fā)明具有一個(gè)操作模式，其中響應(yīng)來(lái)自器件外部的指令執(zhí)行刷新操作的操作模式，和響應(yīng)來(lái)自?xún)?nèi)部刷新電路的指令執(zhí)行刷新操作的操作模式。這使在這樣一種方式，即將預(yù)定外部端口指定作為一個(gè)用于在恒定的間隔接收刷新指令進(jìn)行刷新管理的端口中用多端口存儲(chǔ)器成為可能，或者使在這樣一種方式，即當(dāng)所有的外部環(huán)部端口都處于去激活狀態(tài)時(shí)內(nèi)部刷新電路開(kāi)始刷新操作中用多端口存儲(chǔ)器成為可能。因此，本發(fā)明為遵從系統(tǒng)要求的靈活的刷新管理提供了基礎(chǔ)。
下面我們將參照所附各圖描述本發(fā)明(第4方面)的實(shí)施例。
圖101是表示根據(jù)本發(fā)明的多端口存儲(chǔ)器的實(shí)施例的方框圖。在這個(gè)例子中，配置是這樣的，即提供兩個(gè)端口，A端口和B端口。
圖101的多端口存儲(chǔ)器4010包括A端口4011，B端口4012，自刷新電路4013，存儲(chǔ)塊4014-1到4014-n，判優(yōu)器4015，刷新地址計(jì)數(shù)器4016，地址改變電路4017，地址改變電路4018，地址比較器4019，總線A 4020-1和總線B 4020-2。
A端口4011包括模寄存器4031，CLK緩沖器4032，數(shù)據(jù)I/O電路4033，指令譯碼寄存器4034，地址緩沖器/寄存器4035和BUSY信號(hào)I/O裝置4036。進(jìn)一步，B端口4012包括模寄存器4041，CLK緩沖器4042，數(shù)據(jù)I/O電路4043，指令譯碼寄存器4044，地址緩沖器/寄存器4045和BUSY信號(hào)I/O裝置4046。在A端口4011和B端口4012，與各時(shí)鐘信號(hào)CLKA和CLKB同步地獨(dú)立地建立到外部總線的存取和來(lái)自外部總線的存取。模寄存器4031和4041能夠在其中存儲(chǔ)對(duì)于各端口的模式設(shè)定如數(shù)據(jù)等待時(shí)間和脈沖串長(zhǎng)度。在這個(gè)實(shí)施例中，A端口4011和B端口4012兩者都具有各自的模寄存器，使每個(gè)端口都能進(jìn)行模式設(shè)定。然而，可以將模寄存器只安排在一個(gè)端口中，例如，使得對(duì)于2個(gè)端口的設(shè)置可以由對(duì)這一個(gè)端口的設(shè)置來(lái)實(shí)現(xiàn)。
自刷新電路4013包括刷新定時(shí)器4046和刷新指令發(fā)生器4047。自刷新電路4013在器件中產(chǎn)生刷新指令，分別從A端口4011和B端口4012接收信號(hào)CKEA1和CKEB1。信號(hào)CKEA1和CKEB1是分別用CLK緩沖器4032和4042對(duì)外部信號(hào)CKEA和CKEB進(jìn)行緩沖得到的。用外部信號(hào)CKEA和CKEB暫停各端口的時(shí)鐘緩沖器并使各端口去激活。如果使A端口4011和B端口4012兩者都進(jìn)入去激活狀態(tài)，則自刷新電路4013開(kāi)始它的操作。
存儲(chǔ)塊4014-1到4014-n每個(gè)都與內(nèi)部總線A 4020-1和內(nèi)部總線B 4020-2連接。存在多個(gè)外部端口(即，A端口和B端口)，其中A端口4011通過(guò)總線A 4020-1與存儲(chǔ)塊4014-1到4014-n中每一個(gè)接口，和B端口4012通過(guò)總線A 4020-2與存儲(chǔ)塊4014-1到4014-n中每一個(gè)接口。
如果在同一個(gè)時(shí)間輸入來(lái)自A端口4011的存取要求和來(lái)自B端口4012的存取要求，則假定這些存取要求是指向不同的存儲(chǔ)塊的，存取存儲(chǔ)塊就對(duì)應(yīng)于這些存取要求獨(dú)立地實(shí)施它們的操作。
如果來(lái)自A端口4011的存取要求和來(lái)自B端口4012的存取要求是指向同一個(gè)存儲(chǔ)塊的，則判優(yōu)器(判優(yōu)電路)4015確定指令到達(dá)的次序，并執(zhí)行第1個(gè)到達(dá)的指令而刪除第2個(gè)到達(dá)的指令。當(dāng)刪除指令時(shí)，判優(yōu)器4015產(chǎn)生BUSY信號(hào)以便通知外部控制器已經(jīng)被刪除第2個(gè)到達(dá)的指令的存取要求。
地址比較器4019確定進(jìn)入兩個(gè)端口的存取要求中是否指向同一個(gè)存儲(chǔ)塊。詳細(xì)的說(shuō)，地址比較器4019比較包含在進(jìn)入兩個(gè)端口的地址中的塊選擇地址。如果它們是相同的，則將匹配信號(hào)加到判優(yōu)器4015。
當(dāng)A端口4011或B端口4012處于激活狀態(tài)時(shí)，從A端口4011和B端口4012輸入刷新指令。
如果進(jìn)入兩個(gè)端口中的一個(gè)端口的刷新指令存取同一個(gè)存儲(chǔ)塊如輸入到兩個(gè)端口中的另一個(gè)端口的讀指令或?qū)懼噶钏龅哪菢?，則判優(yōu)器4015確定指令到達(dá)的次序。如果刷新指令比其它指令晚，則取消刷新指令。在這個(gè)情形中，判優(yōu)器4015產(chǎn)生BUSY信號(hào)，并將它加到器件外部。當(dāng)檢測(cè)出BUSY信號(hào)時(shí)，外部控制器在切斷BUSY信號(hào)后再次向多端口存儲(chǔ)器4010提供刷新指令。
如果刷新指令比其它指令早，或者從自刷新電路4013提供自刷新指令，則判優(yōu)器4015產(chǎn)生計(jì)數(shù)信號(hào)，并將它加到刷新地址計(jì)數(shù)器4016。
刷新地址計(jì)數(shù)器4016響應(yīng)計(jì)數(shù)信號(hào)對(duì)地址進(jìn)行計(jì)數(shù)，從而產(chǎn)生刷新地址。需要從判優(yōu)器4015提供計(jì)數(shù)信號(hào)的理由是因?yàn)槿缟纤鏊⑿轮噶钅軌虮蝗∠杂?jì)數(shù)操作應(yīng)該只響應(yīng)從判優(yōu)器4015實(shí)際發(fā)出的刷新指令進(jìn)行。這里，在實(shí)施刷新操作后實(shí)施計(jì)數(shù)操作。
如果輸入到A端口4011的指令是Read指令(讀出指令)或Write指令(寫(xiě)入指令)，則地址改變電路4017將從外部輸入到A端口4011的地址傳輸給總線A 4020-1。如果輸入到A端口4011的指令是刷新指令，則將由刷新地址計(jì)數(shù)器4016產(chǎn)生的地址傳輸給總線A 4020-1。
如果輸入到B端口4012的指令是Read指令(讀出指令)或Write指令(寫(xiě)入指令)，則地址改變電路4018將從外部輸入到B端口4012的地址傳輸給總線B 4020-2。另一方面，如果輸入到B端口4012的指令是刷新指令，則將由刷新地址計(jì)數(shù)器4016產(chǎn)生的地址傳輸給總線B 4020-2。
如上所述，如果A端口4011和B端口4012兩者都處于去基活狀態(tài)，則自刷新電路4013根據(jù)作為內(nèi)部電路提供的刷新定時(shí)器4046的定時(shí)信號(hào)產(chǎn)生刷新指令。在這個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)總線A 4020-1將自刷新指令和刷新地址傳輸給存儲(chǔ)塊4014-1到4014-n。因?yàn)樽运⑿虏慌cA端口4011和B端口4012的指令沖突，所以不需要判優(yōu)器4015確定優(yōu)先權(quán)。然而，因?yàn)樾枰膳袃?yōu)器4015產(chǎn)生計(jì)數(shù)信號(hào)，所以也將自刷新指令提供給判優(yōu)器4015。
圖102是表示根據(jù)本發(fā)明的多端口存儲(chǔ)器4010操作的一個(gè)例子的定時(shí)圖。
指令Read-x是指向存儲(chǔ)塊4014-(x+1)的Read指令。首先將Read-0輸入到A端口4011，然后將Read-3輸入到B端口4012。在這個(gè)情形中，存取的存儲(chǔ)塊是不同的，使得存儲(chǔ)塊4014-1和存儲(chǔ)塊4014-4并行地操作。
此后，將Read-1輸入到A端口4011，接著將Read-1輸入到B端口4012。因?yàn)樵谶@個(gè)情形中存取的存儲(chǔ)塊是相同的，所以產(chǎn)生匹配信號(hào)，取消輸入到B端口4012的指令。而且，從B端口4012的BUSY信號(hào)I/O裝置4046輸出BUSY-B(負(fù)邏輯值)。
B端口4012的外部控制器檢測(cè)BUSY-B，在切斷這個(gè)信號(hào)后再次向多端口存儲(chǔ)器4010提供Read-1。
圖103是表示根據(jù)本發(fā)明的多端口存儲(chǔ)器4010操作的另一個(gè)例子的定時(shí)圖。
圖103所示的操作直到將第2個(gè)指令Read-1輸入A端口4011和B端口4012，產(chǎn)生BUSY-B為止都與圖102的相同。在這個(gè)例子中，在響應(yīng)輸入到B端口4012的Read-1發(fā)生BUSY-B后，為了在BUSY-B結(jié)束前存取另一個(gè)存儲(chǔ)塊進(jìn)入讀指令Read-2。在這個(gè)方式中，只要下一個(gè)指令是指向另一個(gè)存儲(chǔ)塊的甚至在認(rèn)定BUSY的周期中也能夠輸入下一個(gè)指令。
圖104是表示根據(jù)本發(fā)明的多端口存儲(chǔ)器4010操作的又一個(gè)例子的定時(shí)圖。
圖104的例子表示輸入Write指令的情形。將Read指令輸入A端口4011，接著將Write指令輸入B端口4012。
在這個(gè)實(shí)施例中，輸入/輸出數(shù)據(jù)是脈沖串型的。即，通過(guò)從多個(gè)列地址讀出并行數(shù)據(jù)，并當(dāng)數(shù)據(jù)輸出時(shí)在數(shù)據(jù)I/O電路4033和4043中將它變換成串行數(shù)據(jù)得到數(shù)據(jù)輸出。串行地輸入數(shù)據(jù)輸入，然后在數(shù)據(jù)I/O電路4033和4043中將它變換成并行數(shù)據(jù)，接著將并行數(shù)據(jù)寫(xiě)入相關(guān)存儲(chǔ)塊的多個(gè)列地址中。使用這種脈沖串操作能夠增加數(shù)據(jù)傳輸速率。在這個(gè)例子中，脈沖串長(zhǎng)度為4，使連續(xù)地輸出/輸入4個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)。
在Write操作的情形，除非輸入所有的4個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)，否則不能開(kāi)始Write操作。所以，判優(yōu)器4015能夠確定Write操作的優(yōu)先權(quán)的定時(shí)是給出一系列串行數(shù)據(jù)輸入的最后一項(xiàng)的定時(shí)。
在圖104中，A端口4011的第3個(gè)指令輸入Read-3和B端口4012的第2個(gè)指令輸入Write-3企圖存取同一個(gè)存儲(chǔ)塊。雖然B端口4012的Write-3依據(jù)指令到各端口的輸入定時(shí)在其它的指令輸入前面，但是在寫(xiě)數(shù)據(jù)最后一項(xiàng)進(jìn)入前給出了A端口4011的Read-3。因此，判優(yōu)器4015確定A端口4011的指令在其它指令的前面，并取消B端口4012的指令。
如圖101所示，A端口4011和B端口4012分別具有CLK緩沖器4032和4042，并從器件外部接收不同的時(shí)鐘信號(hào)。各時(shí)鐘信號(hào)可以具有相同或不同的相位和頻率。
圖105是表示指令譯碼器寄存器4034和4044的方框圖。
指令譯碼器寄存器4034包括輸入緩沖器4061，指令譯碼器4062和(n-1)時(shí)鐘延遲電路4063。指令譯碼器寄存器4044包括輸入緩沖器4071，指令譯碼器4072和(n-1)時(shí)鐘延遲電路4073。
如果輸入到輸入緩沖器4061或4071的指令是Read指令(RA1，RB1)或刷新指令(REFA，REFB)，通過(guò)指令譯碼器4062或4072將輸入指令傳輸給判優(yōu)器4015而不需要任何定時(shí)操作。在Write指令(WA1，WB1)的情形，輸入指令被(n-1)時(shí)鐘延遲電路4063或4073延遲(n-1)個(gè)時(shí)鐘周期，在給出一系列脈沖串寫(xiě)輸入的最后的第n個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)的定時(shí)傳輸給判優(yōu)器4015。
圖106是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的判優(yōu)器4015的方框圖。
判優(yōu)器4015包括寄存器4081，延遲電路4082，傳輸門(mén)4083，寄存器4084，寄存器4085，延遲電路4086，傳輸門(mén)4087，寄存器4088，NOR電路4091和4092，NAND電路4093到4096，倒相器4097到4101，與NOR電路4102和4103。
將從指令譯碼寄存器4034或4044傳輸過(guò)來(lái)的指令分別存儲(chǔ)在寄存器4081或4085中。當(dāng)將指令輸入給予A端口4011時(shí)，在是倒相器4097的輸出端的節(jié)點(diǎn)N1產(chǎn)生HIGH信號(hào)。當(dāng)將指令輸入給予B端口4012時(shí)，在是倒相器4100的輸出端的節(jié)點(diǎn)N2產(chǎn)生HIGH信號(hào)。將N1的信號(hào)或N2的信號(hào)中較早的一個(gè)鎖存在節(jié)點(diǎn)N3或N4中。
如果在A端口4011和B端口4012之間塊選擇地址不匹配，則地址比較器4019產(chǎn)生為L(zhǎng)OW的匹配信號(hào)。所以，在這個(gè)情形中，將N5和N6設(shè)置在HIGH。響應(yīng)這些HIGH信號(hào)，傳輸門(mén)A 4083和傳輸門(mén)B 4087兩者都打開(kāi)，無(wú)例外地將寄存器4081和4085的指令傳輸給寄存器4084和4088。
如果在A端口4011和B端口4012之間塊選擇地址匹配，則地址比較器4019產(chǎn)生為HIGH的匹配信號(hào)。所以，在這個(gè)情形中，在節(jié)點(diǎn)N5和N6的信號(hào)電平受到在節(jié)點(diǎn)N3和N4的信號(hào)電平的控制。如果A端口4011較早，則將N5設(shè)置在HIGH，將N6設(shè)置在LOW。響應(yīng)N5的HIGH狀態(tài)，傳輸門(mén)A 4083打開(kāi)，將A端口4011的指令傳輸給寄存器4084。進(jìn)一步，N6的LOW狀態(tài)關(guān)閉傳輸門(mén)B 4087，不將B端口4012的指令傳輸給寄存器4088。
而且，根據(jù)N5和N6的信號(hào)電平，產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)BUSY1-A和BUSY1-B，使各寄存器4081和4085復(fù)位。例如，如果選擇A端口4011的指令，則產(chǎn)生BUSY1-B和使寄存器4085復(fù)位。
不需要確定自刷新指令的優(yōu)先權(quán)，在寄存器4084的輸出級(jí)使自刷新指令與A端口4011的刷新指令REFA組合起來(lái)。在這個(gè)方式中對(duì)于A端口4011產(chǎn)生的刷新指令信號(hào)REFA2與B端口4012的刷新指令信號(hào)REFB2組合起來(lái)以便產(chǎn)生計(jì)數(shù)信號(hào)。響應(yīng)刷新指令的發(fā)生，從判優(yōu)器4015將計(jì)數(shù)信號(hào)提供給刷新地址計(jì)數(shù)器4016。
圖107是表示判優(yōu)器4015操作的定時(shí)圖。
圖107表示在A端口4011和B端口4012之間塊選擇地址匹配，和A端口4011的Read指令RA1比B端口4012的Read指令RB1早的情形。在與上述相同的方式中，節(jié)點(diǎn)N5和N6的信號(hào)電平受到節(jié)點(diǎn)N3和N4的信號(hào)電平的控制，節(jié)點(diǎn)N3和N4的信號(hào)電平反應(yīng)出節(jié)點(diǎn)N1和N2的信號(hào)電平，并從判優(yōu)器4015傳輸出Read指令RA2。取消B端口4012的Read指令而不輸出，并產(chǎn)生BUSY1-B信號(hào)。
圖108是地址緩沖器/寄存器和地址改變電路的方框圖。
在圖108中，具有在信號(hào)名稱(chēng)(例如RA1)的未端加上字母“P”的信號(hào)名稱(chēng)(例如RA1P)的信號(hào)是通過(guò)在具有后一個(gè)信號(hào)名稱(chēng)(例如RA1)的信號(hào)的前沿定時(shí)產(chǎn)生脈沖而產(chǎn)生的。
A端口4011的地址緩沖器/寄存器4035包括輸入緩沖器4035-1，傳輸門(mén)4035-2和OR電路4035-3。對(duì)于從圖105所示的指令譯碼器4062輸出的讀指令信號(hào)RA1，將前沿轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖，產(chǎn)生脈沖信號(hào)RA1P，然后將它加到OR電路4035-3的一個(gè)輸入端。對(duì)于從圖105所示的指令譯碼器4062輸出的寫(xiě)指令信號(hào)WA1，將前沿轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖，產(chǎn)生脈沖信號(hào)WA1P，然后將它加到OR電路4035-3的另一個(gè)輸入端。將OR電路4035-3的輸出加到傳輸門(mén)4035-2作為發(fā)出進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹噶畹膫鬏敹ㄏ蛐盘?hào)。
B端口4012的地址緩沖器/寄存器4045包括輸入緩沖器4045-1，傳輸門(mén)4045-2和OR電路4045-3。對(duì)于B端口4012的地址緩沖器/寄存器4045的配置與對(duì)于A端口4011的地址緩沖器/寄存器4035的配置相同。
地址改變電路4017包括地址鎖存器4017-1，傳輸門(mén)4017-2和4017-3，地址鎖存器4017-4，與OR電路4017-5和4017-6。OR電路4017-5接收信號(hào)RA1P和WAD1P，并將它的輸出加到傳輸門(mén)4017-2作為傳輸指示信號(hào)。OR電路4017-6接收信號(hào)REFAP和SR-AP，并將它的輸出加到傳輸門(mén)4017-3作為傳輸指示信號(hào)。
地址改變電路4018包括地址鎖存器4018-1，傳輸門(mén)4018-2和4018-3，地址鎖存器4018-4，與OR電路4018-5。OR電路4018-5接收信號(hào)RB1P和WBD1P，并將它的輸出加到傳輸門(mén)4018-3作為傳輸指示信號(hào)。又將信號(hào)REFBP加到傳輸門(mén)4018-2作為傳輸指示信號(hào)。
當(dāng)從器件外部輸入Read指令或Write指令時(shí)，將與指令一起輸入的地址傳輸給地址改變電路4017或4018。在Read指令的情形中，將指令傳輸給地址鎖存器4017-4或4018-4而不需要任何定時(shí)操作。在Write指令的情形中，在取得一系列寫(xiě)數(shù)據(jù)輸入的最后一項(xiàng)的定時(shí)將指令傳輸給地址鎖存器4017-4或4018-4。
在刷新指令的情形中，在信號(hào)REFA，REFB或ER-A的定時(shí)將由刷新地址計(jì)數(shù)器4016產(chǎn)生的刷新地址傳輸給地址鎖存器4017-4或4018-4。
圖109是存儲(chǔ)塊的方框圖。
圖109表示存儲(chǔ)塊4014-1作為存儲(chǔ)塊4014-1到4014-n的一個(gè)例子。存儲(chǔ)塊4014-1到4014-n具有相同的配置。
存儲(chǔ)塊4014-1包括存儲(chǔ)器陣列4111，控制電路4112，總線選擇器4113和4114，讀出放大器緩沖器4115和寫(xiě)放大器4116。存儲(chǔ)器陣列4111包括DRAM存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)單元門(mén)晶體管，字線，位線，讀出放大器，列線，列門(mén)等，并存儲(chǔ)用于讀操作和寫(xiě)操作的數(shù)據(jù)?？刂齐娐?112控制存儲(chǔ)塊4014-1的操作。寫(xiě)放大器4116放大寫(xiě)入存儲(chǔ)器陣列4111的數(shù)據(jù)。讀出緩沖器4115放大從存儲(chǔ)器陣列4111讀出的數(shù)據(jù)。
控制電路4112與總線A 4020-1和總線B 4020-2連接，并響應(yīng)與它自己的存儲(chǔ)塊對(duì)應(yīng)的相關(guān)的存儲(chǔ)塊選擇地址被選出來(lái)。當(dāng)選出時(shí)，控制電路4112從已經(jīng)發(fā)出相關(guān)的存儲(chǔ)塊選擇地址的一條總線取得指令。如果取得了總線A 4020-1指令，則控制總線選擇器4113使它向存儲(chǔ)器陣列4111發(fā)送總線A 4020-1的地址信號(hào)。進(jìn)一步，控制總線選擇器4114使它將讀出緩沖器4115或?qū)懛糯笃?116與總線A 4020-1的數(shù)據(jù)線連接起來(lái)。如果取得了總線B 4020-2指令，則控制總線選擇器4113使它向存儲(chǔ)器陣列4111發(fā)送總線B 4020-2的地址信號(hào)。進(jìn)一步，控制總線選擇器4114使它將讀出緩沖器4115或?qū)懛糯笃?116與總線B 4020-2的數(shù)據(jù)線連接起來(lái)。如果控制電路4112取得的指令是刷新指令，則總線選擇器4114不需要操作。
如上所述選擇一條總線，然后，作為一系列的連續(xù)操作，連續(xù)地實(shí)施字線選擇，存儲(chǔ)單元數(shù)據(jù)放大，或者Read，Write或者Refresh(刷新)，和預(yù)充電操作。
圖110A和110B是表示存儲(chǔ)塊操作的定時(shí)圖。
圖110A表示讀操作的情形，圖110B表示寫(xiě)操作的情形。在圖110A和110B所示操作定時(shí)，響應(yīng)單個(gè)指令實(shí)施字線選擇，數(shù)據(jù)放大，或者讀操作或者寫(xiě)操作，寫(xiě)回(數(shù)據(jù)恢復(fù))操作和預(yù)充電操作，從而完成要求的操作。
在本發(fā)明(第4方面)中，如果從器件外部輸入端口的指令企圖存取同一個(gè)存儲(chǔ)塊，則判優(yōu)電路確定各指令中的哪一個(gè)要被執(zhí)行，和各指令中的哪一個(gè)不被執(zhí)行。例如，比較指令定時(shí)，執(zhí)行較早的指令，而不執(zhí)行(各)其它的指令。當(dāng)存在一個(gè)不被執(zhí)行的指令時(shí)，產(chǎn)生BUSY信號(hào)等并輸出到器件外部。這使得甚至當(dāng)在以DRAM芯為基礎(chǔ)的多端口存儲(chǔ)器中指令存取相互發(fā)生沖突時(shí)也可以實(shí)施適當(dāng)?shù)拇嫒〔僮鞑?shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)腂USY控制。
進(jìn)一步，本發(fā)明具有用于響應(yīng)來(lái)自器件外部的指令實(shí)施刷新操作的操作模式，和用于響應(yīng)來(lái)自?xún)?nèi)部刷新電路的指令實(shí)施刷新操作的操作模式。這使得在這樣一種方式，即將預(yù)定外部端口指定作為用于在恒定的間隔接收刷新指令進(jìn)行刷新管理的端口中用多端口存儲(chǔ)器成為可能，或者使得在這樣一種方式，即當(dāng)所有的外部環(huán)部端口都處于去激活狀態(tài)時(shí)內(nèi)部刷新電路開(kāi)始刷新操作中用多端口存儲(chǔ)器成為可能。因此，本發(fā)明為遵從系統(tǒng)要求的靈活的刷新管理提供了基礎(chǔ)。
下面我們描述本發(fā)明的第5方面。
多端口存儲(chǔ)器具有兩組或多組輸入/輸出端子(即，多個(gè)輸入/輸出端口)，并實(shí)施與接到的信號(hào)相應(yīng)的存儲(chǔ)操作。與普通的存儲(chǔ)器不同，可以同時(shí)執(zhí)行讀操作和寫(xiě)操作。例如，如果系統(tǒng)中存在多條總線，如果多個(gè)控制器(CPU等)需要用各條總線，則通過(guò)將多端口存儲(chǔ)器的輸入/輸出端口與各條總線連接起來(lái)能夠制成該系統(tǒng)。這就消除了用特殊設(shè)計(jì)的控制邏輯電路(FIFO邏輯電路等)的需要。
而且，我們也將多個(gè)端口存儲(chǔ)器開(kāi)發(fā)成圖象存儲(chǔ)器(一般為雙端口報(bào)告存儲(chǔ)器)。圖象存儲(chǔ)器具有隨機(jī)存取端口，通過(guò)這些端口能夠?qū)崿F(xiàn)到任何存儲(chǔ)單元的存取，和與顯示裝置交換數(shù)據(jù)的串行存取端口。
這類(lèi)多個(gè)端口存儲(chǔ)器在存儲(chǔ)單元區(qū)域中采用SRAM存儲(chǔ)芯或DRAM存儲(chǔ)芯。
然而，我們還必須開(kāi)發(fā)這樣的多端口存儲(chǔ)器，它們接收在各輸入/輸出端口的不同時(shí)鐘信號(hào)并與時(shí)鐘信號(hào)同步地隨機(jī)地存取一個(gè)存儲(chǔ)單元區(qū)域。即，我們還不知道如何制成電路的詳細(xì)情況和如何控制這種時(shí)鐘同步的多端口存儲(chǔ)器。
而且，常規(guī)的多端口存儲(chǔ)器(具體地雙端口存儲(chǔ)器)具有分別對(duì)于各組輸入/輸出端口的位線和讀出放大器。因?yàn)檫@個(gè)原因，存在存儲(chǔ)器芯的布局尺寸變大，從而不希望地增大多端口存儲(chǔ)器的芯片尺寸的問(wèn)題。
因此，本發(fā)明的目的是提供允許能夠進(jìn)行隨機(jī)存取的時(shí)鐘同步的多端口存儲(chǔ)器。
本發(fā)明的目的是進(jìn)一步提供在各組輸入/輸出端口接收相互不同的時(shí)鐘信號(hào)，并以可靠的方式進(jìn)行操作的多端口存儲(chǔ)器。
而且本發(fā)明的目的是提供能夠通過(guò)與其它的輸入/輸出端口的狀態(tài)無(wú)關(guān)地接收在任何時(shí)間的指令信號(hào)驅(qū)動(dòng)存儲(chǔ)芯的多端口存儲(chǔ)器。
而且本發(fā)明的目的是提供具有減少的芯片尺寸的小的多端口存儲(chǔ)器。
根據(jù)本發(fā)明(第5方面)，多個(gè)存儲(chǔ)芯中的一些在加到多個(gè)輸入/輸出端口的時(shí)鐘信號(hào)和地址信號(hào)的基礎(chǔ)上進(jìn)行操作。每個(gè)輸入/輸出端口包括用于接收時(shí)鐘信號(hào)的時(shí)鐘端子，用于接收與時(shí)鐘信號(hào)同步地提供的地址信號(hào)的地址端子，和用于輸入/輸出數(shù)據(jù)信號(hào)的數(shù)據(jù)輸入/輸出端口端子。為各存儲(chǔ)芯提供控制電路。
如果地址信號(hào)指示將同一個(gè)存儲(chǔ)芯加到兩個(gè)或多個(gè)輸入/輸出端口，則控制電路使存儲(chǔ)芯響應(yīng)首先接到的地址信號(hào)進(jìn)行操作。即，對(duì)于首先接收地址信號(hào)的輸入/輸出端口實(shí)施存儲(chǔ)操作?？梢匀绱硕x存儲(chǔ)芯，使它與各讀出放大器區(qū)域相當(dāng)，其中讀出放大器區(qū)域是各讀出放大器區(qū)域在其中一起操作的區(qū)域。由地址信號(hào)的上部分選擇存儲(chǔ)芯。由地址信號(hào)的下部分選擇存儲(chǔ)芯的存儲(chǔ)單元。通過(guò)與首先接到的地址信號(hào)上部分對(duì)應(yīng)的輸入/輸出端口輸入或輸出到與首先接到的地址信號(hào)上部分對(duì)應(yīng)的輸入/輸出端口，將由地址信號(hào)的下部分選擇的存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)信號(hào)輸入到器件外部或從器件外部輸出。
因?yàn)樗龅娜渴虑榫褪潜容^地址信號(hào)，所以能夠?qū)⒖刂齐娐分瞥珊?jiǎn)單的電路。這使芯片尺寸減少。
因?yàn)槊總€(gè)輸入/輸出端口都具有時(shí)鐘端子，所以對(duì)于每個(gè)輸入/輸出端口能夠分別地控制時(shí)鐘信號(hào)的頻率。即，能夠使具有不同操作頻率的多個(gè)控制器與多端口存儲(chǔ)器連接起來(lái)。
在本發(fā)明的多端口存儲(chǔ)器中，在用于取得地址信號(hào)的時(shí)鐘信號(hào)的特定邊沿前的預(yù)定設(shè)置時(shí)間安排地址信號(hào)?？刂齐娐酚迷跁r(shí)鐘信號(hào)的這個(gè)特定邊沿前安排的地址信號(hào)確定地址信號(hào)到達(dá)的次序。因此，能夠用首先接收的時(shí)鐘信號(hào)的邊沿確定地址信號(hào)到達(dá)的次序。這使在存儲(chǔ)芯開(kāi)始操作前可以識(shí)別具有優(yōu)先權(quán)的輸入/輸出端口，從而實(shí)現(xiàn)高速存儲(chǔ)操作。因?yàn)樵陬A(yù)定定時(shí)(即時(shí)鐘信號(hào)的邊沿)比較地址信號(hào)，所以能夠防止與存儲(chǔ)操作無(wú)關(guān)的地址信號(hào)的錯(cuò)誤比較。
根據(jù)本發(fā)明，多個(gè)存儲(chǔ)芯中的一些在加到多個(gè)輸入/輸出端口的時(shí)鐘信號(hào)和地址信號(hào)的基礎(chǔ)上進(jìn)行操作。每個(gè)輸入/輸出端口包括用于接收時(shí)鐘信號(hào)的時(shí)鐘端子，用于接收與時(shí)鐘信號(hào)同步地提供的地址信號(hào)的地址端子，和用于輸入/輸出數(shù)據(jù)信號(hào)的數(shù)據(jù)輸入/輸出端口端子。為各存儲(chǔ)芯提供控制電路。
如果將指示同一個(gè)存儲(chǔ)芯的地址信號(hào)加到兩個(gè)或多個(gè)輸入/輸出端口，則控制電路使存儲(chǔ)芯響應(yīng)首先接到的地址信號(hào)進(jìn)行操作。此后，控制電路使存儲(chǔ)芯響應(yīng)地址信號(hào)以接收地址信號(hào)的次序進(jìn)行操作。由地址信號(hào)的上部分選擇存儲(chǔ)芯。由地址信號(hào)的下部分選擇存儲(chǔ)芯的存儲(chǔ)單元。通過(guò)與各地址信號(hào)對(duì)應(yīng)的輸入/輸出端口，連續(xù)地從器件外部輸入由地址信號(hào)下部分選擇的存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)信號(hào)或?qū)⒂傻刂沸盘?hào)下部分選擇的存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)信號(hào)輸出到器件外部。因此，對(duì)于所有的接收存儲(chǔ)操作要求的輸入/輸出端口沒(méi)有例外地實(shí)施存儲(chǔ)操作。
即，在所有時(shí)間中多端口存儲(chǔ)器都處于備用狀態(tài)。與多端口存儲(chǔ)器連接的控制器不一定要檢測(cè)多端口存儲(chǔ)器的忙碌狀態(tài)。這通過(guò)硬件和軟件簡(jiǎn)化了控制器的操作。因?yàn)樗龅娜渴虑榫褪潜容^地址信號(hào)，所以能夠?qū)⒖刂齐娐分瞥珊?jiǎn)單的電路。這使芯片尺寸減少。
因?yàn)槊總€(gè)輸入/輸出端口都具有時(shí)鐘端子，所以對(duì)于每個(gè)輸入/輸出端口能夠分別地控制時(shí)鐘信號(hào)的頻率。即，能夠使具有不同操作頻率的多個(gè)控制器與多端口存儲(chǔ)器連接起來(lái)。
在本發(fā)明的多端口存儲(chǔ)器中，每個(gè)輸入/輸出端口都具有指令端子，用于與控制存儲(chǔ)芯操作的時(shí)鐘信號(hào)同步地接收指令信號(hào)。在每個(gè)輸入/輸出端口中，在至少是讀操作和寫(xiě)操作需要的存儲(chǔ)芯的操作周期兩倍長(zhǎng)的間隔上，提供用于激活存儲(chǔ)芯的指令信號(hào)。如果多端口存儲(chǔ)器具有2個(gè)輸入/輸出端口或4個(gè)輸入/輸出端口，則可以分別將指令信號(hào)的間隔設(shè)置在操作周期的2倍或操作周期的4倍上。有了這些設(shè)置，多端口存儲(chǔ)器處于響應(yīng)外部控制器的備用狀態(tài)。
如果在比預(yù)定間隔短的間隔上提供指令信號(hào)，則指令信號(hào)在防止故障方面是無(wú)效的。如果將指令信號(hào)提供給不同的輸入/輸出端口，則即便間隔不比預(yù)定間隔短也接收這些指令信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明，進(jìn)一步，從存儲(chǔ)單元讀出或?qū)懭氪鎯?chǔ)單元的數(shù)據(jù)通過(guò)緩沖器在數(shù)據(jù)輸入/輸出端口和存儲(chǔ)單元之間傳輸。緩沖器在其中存儲(chǔ)具有預(yù)定在數(shù)量上等于兩個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元的位數(shù)的數(shù)據(jù)。
在開(kāi)始讀操作和寫(xiě)操作時(shí)，例如，將具有預(yù)先確定數(shù)目的數(shù)據(jù)從存儲(chǔ)單元傳輸?shù)骄彌_器。在讀操作中，從緩沖器讀出與各地址信號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，并從數(shù)據(jù)輸入/輸出端口輸出到外部裝置。在寫(xiě)操作中，將與各地址信號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在緩沖器中，并在寫(xiě)操作結(jié)束時(shí)立即將緩沖器的數(shù)據(jù)寫(xiě)入存儲(chǔ)單元。
在這種方式中，容易實(shí)施頁(yè)面操作。一般，當(dāng)頁(yè)面操作時(shí)存儲(chǔ)芯(讀出放大器等)必須保持在激活狀態(tài)。如果不提供本發(fā)明的緩沖器，則當(dāng)對(duì)于輸入/輸出端口實(shí)施的頁(yè)面操作時(shí)不可能對(duì)于另一個(gè)輸入/輸出端口實(shí)施存儲(chǔ)操作。在本發(fā)明中，在開(kāi)始操作時(shí)將存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)傳輸給緩沖器，使得在這以后能夠立即使存儲(chǔ)芯去激活。結(jié)果，甚至當(dāng)頁(yè)面操作時(shí)與多端口存儲(chǔ)器連接的控制器也不一定要檢測(cè)多端口存儲(chǔ)器的忙碌狀態(tài)。
下面我們參照所附各圖描述本發(fā)明(第5方面)的實(shí)施例。
圖111表示根據(jù)本發(fā)明(第5方面)的多端口存儲(chǔ)器的第1實(shí)施例。用CMOS工藝在硅基片上形成多端口存儲(chǔ)器M。
多端口存儲(chǔ)器M包括兩個(gè)輸入/輸出端口PPRT-A和PORT-B，I/O電路5010，它向端口PPRT-A和PORT-B輸出信號(hào)和從端口PPRT-A和PORT-B輸入信號(hào)，和多個(gè)存儲(chǔ)塊MB。每個(gè)存儲(chǔ)塊MB都包括DRAM存儲(chǔ)芯(包括存儲(chǔ)單元，讀出放大器線SA等)，并進(jìn)一步包括圖中未畫(huà)出的控制電路，譯碼器等。每個(gè)存儲(chǔ)單元包括存儲(chǔ)與數(shù)據(jù)信號(hào)值相應(yīng)的電荷的電容器。根據(jù)通過(guò)端口PPRT-A和PORT-B提供的行地址信號(hào)選擇一個(gè)存儲(chǔ)芯。響應(yīng)給定的存儲(chǔ)芯的選擇同時(shí)激活在給定的存儲(chǔ)芯中的讀出放大器線SA的所有讀出放大器。即，響應(yīng)激活指令A(yù)CT激活存儲(chǔ)芯，我們將在后面對(duì)此進(jìn)行描述，并選擇在這個(gè)存儲(chǔ)芯中的所有的存儲(chǔ)單元區(qū)域。根據(jù)讀出放大器激活后提供的列地址信號(hào)在存儲(chǔ)芯上讀出讀數(shù)據(jù)或?qū)懭雽?xiě)數(shù)據(jù)。
圖112表示多端口存儲(chǔ)器M的I/O電路5010和存儲(chǔ)塊MB的詳細(xì)情況。在圖中，每條由粗線表示的信號(hào)線都由多條線組成。
I/O電路5010包括模寄存器5012a和5012b，時(shí)鐘緩沖器5014a和5014b，數(shù)據(jù)輸入/輸出緩沖器5016a和5016b，地址緩沖器/寄存器5018a和5018b，指令緩沖器5020a和5020b，與忙碌緩沖器5022a和5022b，分別與輸入/輸出端口PPRT-A和PORT-B對(duì)應(yīng)。模寄存器5012a和5012b是用于從器件外部設(shè)置多端口存儲(chǔ)器M的操作模式的寄存器。
時(shí)鐘緩沖器5014a，地址緩沖器/寄存器5018a，和指令緩沖器5020a分別將時(shí)鐘信號(hào)CLKA，地址信號(hào)ADDA和指令信號(hào)CMDA加到存儲(chǔ)塊MB上，就如從器件外部加上一樣。數(shù)據(jù)輸入/輸出緩沖器5016a用于從存儲(chǔ)塊MB輸出數(shù)據(jù)信號(hào)DQA和將數(shù)據(jù)信號(hào)DQA輸入存儲(chǔ)塊MB。忙碌緩沖器5022a向器件外部輸出忙碌信號(hào)/BSYA。時(shí)鐘緩沖器5014b，地址緩沖器/寄存器5018b，和指令緩沖器5020b分別將時(shí)鐘信號(hào)CLKB，地址信號(hào)ADDB和指令信號(hào)CMDB加到存儲(chǔ)塊MB上，就如從器件外部加上一樣。數(shù)據(jù)輸入/輸出緩沖器5016b用于從存儲(chǔ)塊MB輸出數(shù)據(jù)信號(hào)DQB和將數(shù)據(jù)信號(hào)DQB輸入存儲(chǔ)塊MB。忙碌緩沖器5022b向器件外部輸出忙碌信號(hào)/BSYB。時(shí)鐘信號(hào)CLKA和CLKB，地址信號(hào)ADDA和ADDB和指令信號(hào)CMDA和CMDB，數(shù)據(jù)信號(hào)DQA和DQB，與忙碌信號(hào)/BSYA和/BSYB分別通過(guò)時(shí)鐘端子，地址端子，指令端子，數(shù)據(jù)輸入/輸出端子和忙碌端子進(jìn)行傳輸。提供激活指令A(yù)CT和操作指令(例如讀指令RD，寫(xiě)指令WR)等作為用于控制存儲(chǔ)芯操作的指令信號(hào)CMDA和CMDB。
提供每個(gè)地址信號(hào)ADDA和ADDB作為相互分開(kāi)的行地址信號(hào)RA和列地址信號(hào)CA。在輸入/輸出端口PPRT-A中，與時(shí)鐘信號(hào)CLKA的前沿同步地提供行地址信號(hào)RA，列地址信號(hào)CA和指令信號(hào)CMDA。在輸入/輸出端口PPRT-B中，與時(shí)鐘信號(hào)CLKB的前沿同步地提供行地址信號(hào)RB，列地址信號(hào)CB和指令信號(hào)CMDB。在這個(gè)方式中，多端口存儲(chǔ)器M分別接收專(zhuān)門(mén)在輸入/輸出端口PPRT-A和PORT-B使用的時(shí)鐘信號(hào)CLKA和CLKB，并與時(shí)鐘信號(hào)CLKA和CLKB同步地進(jìn)行操作。
存儲(chǔ)塊MB包括時(shí)鐘緩沖器5024a和5024b，指令鎖存器5026a和5026b，數(shù)據(jù)鎖存器5028a和5028b，行地址鎖存器5030a和5030b，列地址鎖存器5031a和5031b，與列地址鎖存器5032a和5032b，分別與輸入/輸出端口PPRT-A和PORT-B對(duì)應(yīng)。存儲(chǔ)塊MB包括判優(yōu)電路5034，控制信號(hào)鎖存器5036，列地址計(jì)數(shù)器5038和存儲(chǔ)芯5040，它們對(duì)于輸入/輸出端口PPRT-A和PORT-B是公用的。存儲(chǔ)芯5040具有與時(shí)鐘信號(hào)同步地取得指令信號(hào)RAS，CAS和WE，行地址信號(hào)RA和列地址信號(hào)CA的形式。
當(dāng)激活從判優(yōu)電路5034提供的啟動(dòng)信號(hào)/ENA時(shí)，與輸入/輸出端口PPRT-A對(duì)應(yīng)的模寄存器5012a，時(shí)鐘緩沖器5024a，指令鎖存器5026a，數(shù)據(jù)鎖存器5028a，行地址鎖存器5031a，和列地址鎖存器5032a進(jìn)行操作。當(dāng)激活從判優(yōu)電路5034提供的啟動(dòng)信號(hào)/ENB時(shí)，與輸入/輸出端口PPRT-B對(duì)應(yīng)的模寄存器5012b，時(shí)鐘緩沖器5024b，指令鎖存器5026b，數(shù)據(jù)鎖存器5028b，行地址鎖存器5031b，和列地址鎖存器5032b進(jìn)行操作。
即，在激活啟動(dòng)信號(hào)/ENA時(shí)，時(shí)鐘緩沖器5024a向存儲(chǔ)芯5040的時(shí)鐘端子CLK提供時(shí)鐘信號(hào)CLKA。進(jìn)一步，指令鎖存器5026a向控制信號(hào)鎖存器5036提供鎖存的指令信號(hào)CMDA，和行地址鎖存器5031a向存儲(chǔ)芯5040的行地址端子RA提供鎖存的行地址信號(hào)RA(例如，與上地址位對(duì)應(yīng))。而且，列地址鎖存器5032a向列地址計(jì)數(shù)器5038提供鎖存的列地址信號(hào)CA(例如，與下地址位對(duì)應(yīng))，和數(shù)據(jù)鎖存器5028a與存儲(chǔ)芯5040的數(shù)據(jù)輸入/輸出端子DQ和輸入/輸出緩沖器5016a交換數(shù)據(jù)信號(hào)。
類(lèi)似地，在激活啟動(dòng)信號(hào)/ENB時(shí)，時(shí)鐘緩沖器5024ba向存儲(chǔ)芯5040的時(shí)鐘端子CLK提供時(shí)鐘信號(hào)CLKB。進(jìn)一步，指令鎖存器5026b向控制信號(hào)鎖存器5036提供鎖存的指令信號(hào)CMDB，和行地址鎖存器5031b向存儲(chǔ)芯5040的行地址端子RA提供鎖存的列信號(hào)RA。而且，列地址鎖存器5032b向列地址計(jì)數(shù)器5038提供鎖存的列地址信號(hào)CA，和數(shù)據(jù)鎖存器5028b與存儲(chǔ)芯5040的數(shù)據(jù)輸入/輸出端子DQ和輸入/輸出緩沖器5016b交換數(shù)據(jù)信號(hào)。
控制信號(hào)鎖存器5036根據(jù)接收的指令信號(hào)CMDA和CMDB產(chǎn)生用于使存儲(chǔ)芯5040操作的行地址選通信號(hào)RAS，列地址選通信號(hào)CAS，和寫(xiě)啟動(dòng)信號(hào)WE，并將產(chǎn)生的信號(hào)加到存儲(chǔ)芯5040上。而且，控制信號(hào)鎖存器5036向判優(yōu)電路5034提供指示讀操作和寫(xiě)操作中的一個(gè)的讀/寫(xiě)指令信號(hào)RWCMD。
列地址計(jì)數(shù)器5038根據(jù)關(guān)于從模寄存器5012a和5012b提供的脈沖串長(zhǎng)度的信息以及地址信號(hào)ADDA和ADDB產(chǎn)生列地址信號(hào)CA，并向存儲(chǔ)芯5040輸出列地址信號(hào)。
判優(yōu)電路5034包括地址比較電路5042和判優(yōu)控制電路5044。地址比較電路5042比較在從輸入/輸出端口PPRT-A和PORT-B提供的地址信號(hào)ADDA和ADDB之間的行地址信號(hào)RA，并決定它們中哪一個(gè)較早到達(dá)。判優(yōu)控制電路5044產(chǎn)生忙碌信號(hào)/BSYA和/BSYB與啟動(dòng)信號(hào)/ENA和/ENB，用于使內(nèi)部電路根據(jù)地址比較電路5042的比較結(jié)果進(jìn)行操作。
圖113表示地址比較電路5042的詳細(xì)情況。
地址比較電路5042包括兩個(gè)地址匹配電路5042a和一個(gè)地址比較器5042b，地址比較器5042b檢測(cè)地址到達(dá)的次序。地址匹配電路5042a包括多個(gè)EOR電路5042c，每個(gè)EOR電路5042c比較在地址信號(hào)ADDA和地址信號(hào)ADDB之間的行地址信號(hào)RA的對(duì)應(yīng)位，并進(jìn)一步包括多個(gè)nMOS晶體管5042d，它們與各EOR電路5042c對(duì)應(yīng)。每個(gè)nMOS晶體管5042d的柵極都與對(duì)應(yīng)的EOR電路5042c的輸出端連接，它們的源極接地和它們的漏極相互連接。每個(gè)EOR電路5042c，當(dāng)行地址信號(hào)RA的位值在輸入/輸出端口PPRT-A和PORT-B之間相互匹配時(shí)輸出低電平信號(hào)，當(dāng)行地址信號(hào)RA的位值不匹配時(shí)輸出高電平信號(hào)。響應(yīng)來(lái)自EOR電路5042c的低電平信號(hào)切斷nMOS晶體管5042d，響應(yīng)來(lái)自EOR電路5042c的高電平信號(hào)接通nMOS晶體管5042d。即，從地址匹配電路5042a輸出的匹配信號(hào)/COIN1和/COIN2當(dāng)行地址信號(hào)RA的所有的位在對(duì)應(yīng)的位之間匹配時(shí)變成浮動(dòng)的，并當(dāng)行地址信號(hào)的至少一個(gè)位在對(duì)應(yīng)的位之間不同時(shí)變成低電平信號(hào)。將兩個(gè)地址匹配電路5042a分別安排在存儲(chǔ)塊MB的上端和下端如圖111所示(即，安排得接近輸入/輸出電路5010)。地址匹配電路5042a接近輸入/輸出電路5010的安排可以縮短地址信號(hào)ADDA和ADDB到地址匹配電路5042a的整個(gè)路經(jīng)上的傳播延遲。因此，可以在較早的定時(shí)比較地址信號(hào)ADDA和ADDB，從而得到高速操作。
比較器5042b接收匹配信號(hào)/COIN1和/COIN2和時(shí)鐘信號(hào)CLKA和CLKB，并輸出首先到達(dá)信號(hào)/FSTA和/FSTB。
圖114表示比較器5042b的詳細(xì)情況。
比較器5042b包括脈沖發(fā)生器5042e，它們分別與時(shí)鐘信號(hào)CLKA和CLKB的前沿同步地產(chǎn)生正脈沖PLSA和PLSB，并進(jìn)一步包括觸發(fā)器5042f，它在它的輸入端子接收脈沖PLSA和PLSB。比較器5042b接收匹配信號(hào)/COIN1和/COIN2并輸入到分別輸出脈沖PLSA和PLSB的各倒相器。將在比較器5042b中產(chǎn)生各脈沖信號(hào)的NAND門(mén)制成小尺寸的電路元件，使得當(dāng)從NAND門(mén)輸出的信號(hào)具有與匹配信號(hào)/COIN1和/COIN2沖突的信號(hào)電平時(shí)將優(yōu)先權(quán)給予匹配信號(hào)/COIN1和/COIN2。觸發(fā)器5042f當(dāng)接收脈沖PLSA時(shí)使首先到達(dá)信號(hào)/FSTA下降到低電平，當(dāng)接收脈沖PLSB時(shí)使首先到達(dá)信號(hào)/FSTB下降到低電平。
圖115表示當(dāng)加到輸入/輸出端口PORT-A和PORT-B的行地址信號(hào)相互匹配時(shí)實(shí)施的比較器5042b的操作。在這個(gè)例子中，時(shí)鐘信號(hào)CLKA和CLKB具有相同的周期。
圖113所示的地址匹配電路5042a當(dāng)行地址信號(hào)RA匹配時(shí)使匹配信號(hào)/COIN1和/COIN2處于浮動(dòng)狀態(tài)(Hi-z)。對(duì)應(yīng)地，分別與時(shí)鐘信號(hào)CLKA和CLKB的前沿同步地產(chǎn)生脈沖PLSA和PLSB(圖115-(a))。圖114所示的觸發(fā)器5042f響應(yīng)在其它信號(hào)之前接收的脈沖PLSA使首先到達(dá)信號(hào)/FSTA激活(圖115-(b))。在使首先到達(dá)信號(hào)/FSTA去激活后使與以后接收的脈沖PLSB對(duì)應(yīng)的首先到達(dá)信號(hào)/FSTB激活(圖115-(c))。
圖116表示當(dāng)行地址信號(hào)RA在輸入/輸出端口PORT-A和PORT-B之間不匹配時(shí)比較器5042b的操作。在這個(gè)例子中，時(shí)鐘信號(hào)CLKA和CLKB具有相同的周期。
地址匹配電路5042a當(dāng)行地址信號(hào)RA甚至一個(gè)位都不匹配時(shí)使每個(gè)匹配信號(hào)/COIN1和/COIN2降到低電平(圖116-(a))。對(duì)應(yīng)地，圖114所示的脈沖發(fā)生器5042e迫使脈沖信號(hào)PLSA和PLSB降到低電平而與時(shí)鐘信號(hào)CLKA和CLKB無(wú)關(guān)(圖116-(b))。因此，首先到達(dá)信號(hào)/FSTA和/FSTB保持在高電平(圖115-(c))。
圖117表示當(dāng)加到輸入/輸出端口PORT-A和PORT-B的行地址信號(hào)RA在時(shí)鐘信號(hào)CLKA具有一個(gè)與時(shí)鐘信號(hào)CLKB的周期不同的周期的條件下匹配時(shí)比較器5042b的操作。在這個(gè)例子中，設(shè)置時(shí)鐘信號(hào)CLKB的周期等于時(shí)鐘信號(hào)CLKA的周期的兩倍。分別與時(shí)鐘信號(hào)CLKA和CLKB的前沿同步地取得行地址信號(hào)RA。在圖中，實(shí)線表示的行地址信號(hào)RA說(shuō)明加到輸入/輸出端口PORT-A和PORT-B的信號(hào)，虛線表示的行地址信號(hào)RA說(shuō)明由圖112所示的各行地址鎖存器5030a和5030b鎖存的信號(hào)。
當(dāng)行地址信號(hào)RA匹配時(shí)，以與圖115相同的方式使匹配信號(hào)/COIN1和/COIN2處于浮動(dòng)狀態(tài)(Hi-z)。當(dāng)匹配信號(hào)/COIN1和/COIN2處于浮動(dòng)狀態(tài)(Hi-z)時(shí)，圖114所示的脈沖發(fā)生器5042e發(fā)揮作用，使得分別與時(shí)鐘信號(hào)CLKA和CLKB的前沿同步地產(chǎn)生脈沖信號(hào)PLSA和PLSB和首先到達(dá)信號(hào)/FSTA和/FSTB。
圖118表示提供給圖112所示的判優(yōu)電路的判優(yōu)控制電路5044。
判優(yōu)控制電路5044包括控制電路5044a和5044b，它們分別與輸入/輸出端口PPRT-A和PORT-B對(duì)應(yīng)?？刂齐娐?044a接收復(fù)位信號(hào)RESETA，延遲時(shí)鐘信號(hào)DCLKA，有效指令信號(hào)ACTA，首先到達(dá)信號(hào)/FSTA，忙碌信號(hào)/BSYA，并輸出啟動(dòng)信號(hào)/ENA和忙碌信號(hào)/BSYB?？刂齐娐?044b接收復(fù)位信號(hào)RESETB，延遲時(shí)鐘信號(hào)DCLKB，有效指令信號(hào)ACTB，首先到達(dá)信號(hào)/FSTB，忙碌信號(hào)/BSYB，并輸出啟動(dòng)信號(hào)/ENB和忙碌信號(hào)/BSYA。
當(dāng)完成與輸入/輸出端口PPRT-A和PORT-B對(duì)應(yīng)的讀或?qū)懖僮鲿r(shí)，在各預(yù)定周期中使復(fù)位信號(hào)RESETA和RESETB激活。延遲時(shí)鐘信號(hào)DCLKA和DCLKB是分別通過(guò)使時(shí)鐘信號(hào)CLKA和CLKB延遲得到的。當(dāng)將有效指令A(yù)CT加到輸入/輸出端口PPRT-A和PORT-B時(shí)使有效指令信號(hào)ACTA和ACTB激活。
圖119表示當(dāng)加到輸入/輸出端口PORT-A和PORT-B的行地址信號(hào)匹配時(shí)實(shí)施的判優(yōu)控制電路5044的操作。在這個(gè)例子中，時(shí)鐘信號(hào)CLKA和CLKB的周期是相同的。與時(shí)鐘信號(hào)CLKA同步地提供有效指令A(yù)CT，立即接著與時(shí)鐘信號(hào)CLKB同步地提供有效指令A(yù)CT。
控制電路5044a與延遲時(shí)鐘信號(hào)DCLKA的前沿同步地取得低電平的首先到達(dá)信號(hào)/FSTA，并使忙碌信號(hào)/BSYB激活(圖119-(a))。響應(yīng)有效指令信號(hào)ACTA的激活和忙碌信號(hào)/BSYA的去激活狀態(tài)，控制電路5044a激活啟動(dòng)信號(hào)ENA(圖119-(b))。因?yàn)榭刂齐娐?044b與延遲時(shí)鐘信號(hào)DCLKB的前沿同步地取得高電平的首先到達(dá)信號(hào)/FSTB，所以不激活忙碌信號(hào)/BSYA(圖119-(c))。雖然控制電路5044b接受激活狀態(tài)的有效指令信號(hào)ACTB，但是因?yàn)榧せ盍嗣β敌盘?hào)/BSYB，所以控制電路5044b不激活啟動(dòng)信號(hào)ENB(圖119-(d))。
響應(yīng)啟動(dòng)信號(hào)ENA的激活，將加到輸入/輸出端口PPRT-A的信號(hào)傳輸給存儲(chǔ)芯5040。激活存儲(chǔ)芯5040，根據(jù)加到輸入/輸出端口PPRT-A的讀指令RD實(shí)施讀操作。在完成讀操作，控制電路5044a響應(yīng)復(fù)位信號(hào)RESETA的激活使啟動(dòng)信號(hào)ENA和忙碌信號(hào)/BSYB去激活(圖119-(e))。
下面，關(guān)于其操作進(jìn)一步描述上述多端口存儲(chǔ)器M。
圖120表示當(dāng)加到輸入/輸出PORT-A和PORT-B的行地址信號(hào)RA相互匹配時(shí)實(shí)施的操作。在這個(gè)例子中，時(shí)鐘信號(hào)CLKA和CLKB具有相同的周期，時(shí)鐘信號(hào)CLKA的相位稍微超前時(shí)鐘信號(hào)CLKB的相位。通過(guò)各模寄存器5012a和5012b將輸入/輸出端口PORT-A和PORT-B的脈沖串長(zhǎng)度兩者都設(shè)置得等于4。這里，脈沖串長(zhǎng)度是當(dāng)寫(xiě)或讀操作時(shí)輸出和輸入的數(shù)據(jù)項(xiàng)的數(shù)目。
與時(shí)鐘信號(hào)CLKA的前沿同步地，輸入/輸出端口PORT-A接收有效指令A(yù)CT(指令信號(hào)CMDA)和行地址信號(hào)RA(地址信號(hào)ADDA)(圖120-(a))。在輸入/輸出端口PORT-A接收信號(hào)后立即與時(shí)鐘信號(hào)CLKB的前沿同步地，輸入/輸出端口PORT-B接收有效指令A(yù)CT(指令信號(hào)CMDB)和行地址信號(hào)RA(地址信號(hào)ADDB)(圖120-(b))。這里，指令信號(hào)CMDA和CDMB與地址信號(hào)ADDA和ADDB在時(shí)鐘信號(hào)CLKA和CLKB的各前沿前的一個(gè)預(yù)先設(shè)置時(shí)間ts(即按照定時(shí)說(shuō)明)設(shè)置它們的信號(hào)電平。
因?yàn)榧拥蕉丝赑ORT-B的行地址信號(hào)RA與加到端口PORT-A的行地址信號(hào)RA相同，所以一個(gè)接著一個(gè)地產(chǎn)生首先到達(dá)信號(hào)/FSTA和/FSTB如圖115所示。判優(yōu)控制電路5044如結(jié)合圖119所描述的響應(yīng)首先到達(dá)信號(hào)/FSTA和/FSTB激活啟動(dòng)信號(hào)ENA和忙碌信號(hào)/BSYB(圖120-(c)和(d))。在這個(gè)方式中，通過(guò)用當(dāng)設(shè)置時(shí)間ts時(shí)提供的行地址信號(hào)RA和通過(guò)利用具有較早相位的時(shí)鐘信號(hào)(在本例中為CLKA)的前沿，確定兩個(gè)地址信號(hào)中首先到達(dá)的一個(gè)。此后，與行地址信號(hào)RA對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)芯5040響應(yīng)啟動(dòng)信號(hào)ENA的激活進(jìn)行操作(圖120-(e))。
響應(yīng)忙碌信號(hào)/BSYB，控制器如與輸入/輸出端口PORT-B連接的CPU認(rèn)定加到多端口存儲(chǔ)器M的有效指令A(yù)CT是無(wú)效的。
輸入/輸出端口PORT-A與時(shí)鐘信號(hào)CLKA的下一個(gè)前沿同步地，接收讀指令RD(即指令信號(hào)CMDA)和列地址信號(hào)CA(地址信號(hào)ADDA)(圖120-(f))。輸入/輸出端口PORT-B與時(shí)鐘信號(hào)CLKB的前沿同步地接收讀指令RD(指令信號(hào)CMDB)和列地址信號(hào)CA(地址信號(hào)ADDB)(圖120-(g))。與各時(shí)鐘信號(hào)CLKA和CLKB(根據(jù)定時(shí)說(shuō)明)的下一個(gè)前沿同步地，在有效指令A(yù)CT后提供讀指令RD(或?qū)懼噶頦R)。與忙碌信號(hào)/BUSY有關(guān)，輸入/輸出端口PORT-B連接的控制器可以不提供讀指令RD和列地址信號(hào)CA。
存儲(chǔ)塊MB連續(xù)地輸出數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)信號(hào)DQA(Q0-Q3)(圖120-(h))如它們是從與加到輸入/輸出端口PORT-A的列地址信號(hào)CA對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元讀出的那樣。在接收讀指令RD后的2個(gè)時(shí)鐘脈沖，輸出數(shù)據(jù)信號(hào)DQA。在輸出與脈沖串長(zhǎng)度(＝4)一樣多的數(shù)據(jù)信號(hào)DQA后，存儲(chǔ)芯5040實(shí)施預(yù)充電操作(圖120-(i))，從而完成一個(gè)存儲(chǔ)周期。響應(yīng)讀操作的完成使啟動(dòng)信號(hào)ENA去激活(圖120-(j))。這里，預(yù)充電操作使用于將數(shù)據(jù)傳輸?shù)酱鎯?chǔ)單元和從存儲(chǔ)單元傳輸出來(lái)的位線充電到預(yù)定電位，使與行地址操作有關(guān)的電路去激活。在每個(gè)存儲(chǔ)操作中自動(dòng)地實(shí)施預(yù)充電操作。根據(jù)存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)的模寄存器中的輸入/輸出端口PORT-A的脈沖串長(zhǎng)度或輸入/輸出端口PORT-B的脈沖串長(zhǎng)度中較長(zhǎng)的一個(gè)確定預(yù)充電操作的定時(shí)。在這個(gè)實(shí)施例中，如果脈沖串長(zhǎng)度為4，則存儲(chǔ)周期(即單個(gè)讀或?qū)懖僮餍枰臅r(shí)間周期)被固定在4個(gè)時(shí)鐘周期。即，總是在接收到有效指令后的預(yù)定時(shí)間完成讀操作和寫(xiě)操作。
與用于輸出數(shù)據(jù)Q1的時(shí)鐘信號(hào)CLKA同步地，將下一個(gè)有效指令A(yù)CT加到輸入/輸出端口PORT-A(圖120-(k))。因?yàn)樵谶@個(gè)特定的瞬間不將指令信號(hào)CMDB加到輸入/輸出端口PORT-B，所以用圖113所示的地址比較電路5042比較行地址信號(hào)RA，產(chǎn)生指示不匹配的結(jié)果。因此，不激活忙碌信號(hào)/BSYA和/BSYB，只激活啟動(dòng)信號(hào)ENA(圖120-(l))。將首先到達(dá)信號(hào)/FSTA和/FSTB保存在高電平，如圖116所示。
存儲(chǔ)芯5040根據(jù)加到輸入/輸出端口PORT-A的行地址信號(hào)RA進(jìn)行操作，如前面描述的那樣(圖120-(m))。存儲(chǔ)塊MB根據(jù)與下面的時(shí)鐘信號(hào)CLKA同步地提供的讀指令RD和列地址信號(hào)CA一個(gè)接著一個(gè)地輸出數(shù)據(jù)信號(hào)DQA(Q0-Q3)(圖120-(n))。
在與輸入/輸出端口PORT-A對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)芯5040的操作完成后，將有效指令A(yù)CT和讀指令RD連續(xù)地加到輸入/輸出端口PORT-B(圖120-(o))。因?yàn)樵谶@個(gè)特定的瞬間不將指令信號(hào)CMDA加到輸入/輸出端口PORT-A，所以存儲(chǔ)芯5040對(duì)于輸入/輸出端口PORT-B進(jìn)行操作，從而輸出數(shù)據(jù)信號(hào)DQB(圖120-(p))。
雖然在圖中未畫(huà)出，但是響應(yīng)與時(shí)鐘信號(hào)的前沿同步地提供的行地址信號(hào)RA和刷新指令實(shí)施恢復(fù)在存儲(chǔ)單元的電容器中電荷的刷新操作，其中行地址信號(hào)RA確定存儲(chǔ)芯5040要被刷新?；蛘咄ㄟ^(guò)輸入/輸出端口PORT-A或者通過(guò)輸入/輸出端口PORT-B能夠要求刷新操作。在這個(gè)方式中，由一個(gè)存儲(chǔ)芯5040的裝置根據(jù)從器件外部提供的地址信號(hào)實(shí)施刷新操作。
圖121表示當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)CLKA和CLKB相同，時(shí)鐘信號(hào)CLKA的相位超前時(shí)鐘信號(hào)CLKB的相位多于半個(gè)周期時(shí)實(shí)施的操作。加到多端口存儲(chǔ)器M的指令信號(hào)CMDA和CMDB與地址信號(hào)ADDA和ADDB與圖120情形中的相同。
在這個(gè)例子中，當(dāng)將有效指令A(yù)CT和行地址信號(hào)RA加到輸入/輸出端口PORT-A時(shí)(圖121-(a))，還沒(méi)有將指令信號(hào)CMDB與地址信號(hào)ADDB加到輸入/輸出端口PORT-B。因此，激活啟動(dòng)信號(hào)/ENA(圖121-(b))，存儲(chǔ)芯5040對(duì)于輸入/輸出端口PORT-A進(jìn)行操作(圖121-(c))。此后，將有效指令A(yù)CT和與輸入/輸出端口PORT-A相同的行地址信號(hào)RA加到輸入/輸出端口PORT-B(圖121-(d))。
圖118所示的控制電路5044b根據(jù)首先到達(dá)信號(hào)/FSTA的激活和啟動(dòng)信號(hào)/ENA的激活，激活忙碌信號(hào)/BSYB(圖121-(e))。響應(yīng)忙碌信號(hào)/BSYB，與輸入/輸出端口PORT-B連接的控制器如CPU認(rèn)定加到多端口存儲(chǔ)器M的有效指令A(yù)CT是無(wú)效的。以后的操作與上述圖120的相同。
圖122表示當(dāng)幾乎同時(shí)加到輸入/輸出端口PORT-A和PORT-B的行地址信號(hào)RA相互不同時(shí)的操作。時(shí)鐘信號(hào)CKLA和CLKB具有相同的時(shí)鐘周期，時(shí)鐘信號(hào)CLKA的相位稍微超前時(shí)鐘信號(hào)CLKB的相位。通過(guò)模寄存器5012對(duì)于輸入/輸出端口PORT-A和端口PORT-B兩者都將脈沖串長(zhǎng)度設(shè)置得等于4。
當(dāng)行地址信號(hào)RA不同時(shí)，不同的存儲(chǔ)芯5040進(jìn)行操作。于是圖114所示的比較器5042b使首先到達(dá)信號(hào)/FSTA和/FSTB兩者去激活。即，不進(jìn)行地址判優(yōu)。判優(yōu)控制電路5044對(duì)應(yīng)首先到達(dá)信號(hào)/FSTA和/FSTB的去激活狀態(tài)和有效指令信號(hào)ACTA和ACTB的激活，使啟動(dòng)信號(hào)/ENA和/ENB激活(圖121-(a)和(b))。結(jié)果，相關(guān)的存儲(chǔ)芯5040響應(yīng)加到輸入/輸出端口PORT-A的有效指令A(yù)CT和行地址信號(hào)RA進(jìn)行操作(圖121-(c))，另一個(gè)存儲(chǔ)芯5040響應(yīng)加到輸入/輸出端口PORT-B的有效指令A(yù)CT和行地址信號(hào)RA進(jìn)行操作(圖121-(d))。即，輸入/輸出端口PORT-BA和PORT-B相互獨(dú)立地進(jìn)行操作。因?yàn)樾械刂沸盘?hào)RA相互不同，既不激活忙碌信號(hào)/BSYA也不激活忙碌信號(hào)/BSYB。
在上述的實(shí)施例中，當(dāng)輸入/輸出端口PORT-A和PORT-B接收兩個(gè)指示同一個(gè)存儲(chǔ)芯5040分別與時(shí)鐘信號(hào)CLKA和CLKB同步的行地址信號(hào)RA時(shí)，存儲(chǔ)芯5040對(duì)于在兩個(gè)行地址信號(hào)RA中首先到達(dá)的一個(gè)進(jìn)行操作。即，這樣我們就能夠制成時(shí)鐘同步型的多端口存儲(chǔ)器M。
判優(yōu)電路5034通過(guò)比較行地址信號(hào)RA滿(mǎn)足對(duì)它預(yù)期的所有要求，于是能夠通過(guò)簡(jiǎn)單的配置制成。因此，能夠使多端口存儲(chǔ)器M的芯片尺寸減小。
因?yàn)檩斎?輸出端口PORT-A和PORT-B具有各自的時(shí)鐘端子CLKA和CLKB，所以能夠分別地對(duì)輸入/輸出端口PORT-A和PORT-B中的每一個(gè)設(shè)置時(shí)鐘信號(hào)CLKA和CLKB的頻率。即，操作在不同操作頻率上的多個(gè)控制器能夠與多端口存儲(chǔ)器M連接。
進(jìn)一步，用設(shè)置在時(shí)鐘信號(hào)CLKA和CLKB的相關(guān)前沿前的行地址信號(hào)RA決定兩個(gè)地址中首先到達(dá)的一個(gè)。即，利用地址信號(hào)的設(shè)置時(shí)間識(shí)別首先到達(dá)的一個(gè)。因此，在存儲(chǔ)芯5040開(kāi)始它的操作前能夠識(shí)別將給予優(yōu)先權(quán)的輸入/輸出端口，從而實(shí)現(xiàn)高速存儲(chǔ)操作。進(jìn)一步，因?yàn)楦鶕?jù)具有較前相位的時(shí)鐘信號(hào)CLKA(或CLKB)的前沿確定首先到達(dá)的一個(gè)，所以能夠進(jìn)一步提高存儲(chǔ)操作速度。
在判優(yōu)電路5034中，地址比較電路5042比較行地址信號(hào)RA，判優(yōu)控制電路5044與用于取得有效指令A(yù)CT的時(shí)鐘信號(hào)CLKA和CLKB同步地檢查地址匹配。因?yàn)榭偸窃陬A(yù)定定時(shí)(即在定時(shí)信號(hào)的邊沿)相互比較行地址信號(hào)RA，所以可以防止由與存儲(chǔ)操作無(wú)關(guān)的地址信號(hào)引起的存儲(chǔ)芯5040的不正常操作。
圖123表示多端口存儲(chǔ)器的第2實(shí)施例和根據(jù)本發(fā)明(第5方面)控制多端口存儲(chǔ)器的方法。用相同的數(shù)字標(biāo)記與第1實(shí)施例相同的部件，并省略對(duì)它們的詳細(xì)描述。
在這個(gè)實(shí)施例中，以第1實(shí)施例的四分之一大小形成存儲(chǔ)塊MB(在圖中用粗線框表示)。即，同時(shí)被激活的讀出放大器的數(shù)目是第1實(shí)施例的四分之一。除了存儲(chǔ)塊MB的大小外，配置與第1實(shí)施例相同。因?yàn)閳D123的多端口存儲(chǔ)器M具有較少的同時(shí)被驅(qū)動(dòng)的讀出放大器，所以在存儲(chǔ)操作時(shí)的功率消耗減少了。
這個(gè)實(shí)施例能夠產(chǎn)生與上述第1實(shí)施例相同的優(yōu)點(diǎn)。此外，在本實(shí)施例中能夠降低功率消耗。
圖124表示多端口存儲(chǔ)器的第3實(shí)施例和根據(jù)本發(fā)明(第5方面)控制多端口存儲(chǔ)器的方法。用相同的數(shù)字標(biāo)記與第1實(shí)施例相同的部件，并省略對(duì)它們的詳細(xì)描述。
在這個(gè)實(shí)施例中，在每個(gè)存儲(chǔ)塊MB中提供數(shù)據(jù)寄存器(緩沖器)5046a和5046b，它們暫時(shí)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)鎖存器5028和存儲(chǔ)芯5040之間的各數(shù)據(jù)信號(hào)DQA和DQB。數(shù)據(jù)寄存器5046a和5046b與輸入/輸出端口PORT-A和PORT-B中的任何一個(gè)結(jié)合起來(lái)進(jìn)行操作。而且，判優(yōu)電路5034的判優(yōu)控制電路5048不同于第1實(shí)施例的判優(yōu)控制電路5044。判優(yōu)控制電路5048不輸出忙碌信號(hào)/BSYA和/BSYB，在I/O電路5010中不提供忙碌緩沖器。其它配置幾乎與第1實(shí)施例相同。即，在輸入/輸出端口PORT-A和PORT-B中，分別通過(guò)時(shí)鐘端子，地址端子，指令端子，和數(shù)據(jù)輸入/輸出端子，傳輸時(shí)鐘信號(hào)CLKA和CLKB，地址信號(hào)ADDA和ADDB，指令信號(hào)CMDA和CMDB，與數(shù)據(jù)信號(hào)DQA和DQB。存儲(chǔ)塊MB包括DRAM存儲(chǔ)芯5040，并進(jìn)一步包括圖中未畫(huà)出的控制電路，譯碼器等。存儲(chǔ)單元包括根據(jù)數(shù)據(jù)信號(hào)值存儲(chǔ)電荷的電容器。
甚至當(dāng)輸入/輸出端口PORT-A和PORT-B同時(shí)接收對(duì)于同一個(gè)地址信號(hào)RA進(jìn)行存儲(chǔ)操作的要求時(shí)，這個(gè)多端口存儲(chǔ)器M也能夠?qū)斎?輸出端口PORT-A和PORT-B兩者實(shí)施存儲(chǔ)操作，我們將在后面對(duì)此進(jìn)行描述。因此，如第1實(shí)施例那樣不需要向器件外部輸出忙碌信號(hào)/BSYA和/BSYB。
在每個(gè)輸入/輸出端口PORT-A和PORT-B中，設(shè)置加上有效指令A(yù)CT間隔等于存儲(chǔ)芯5040的操作周期的2倍以上(根據(jù)定時(shí)說(shuō)明)。如果在同一個(gè)輸入/輸出端口PORT-A(或PORT-B)中有效指令A(yù)CT間隔小于上面確定的周期，則取消所加的有效指令A(yù)CT。加到不同的輸入/輸出端口的有效指令A(yù)CT的間隔不受限制。
如第1實(shí)施例那樣與跟隨用于接收有效指令A(yù)CT的定時(shí)的時(shí)鐘信號(hào)的特定的定時(shí)同步地提供讀指令RD和寫(xiě)指令WR。存儲(chǔ)芯5040隨著它的操作被自動(dòng)地充電。在這個(gè)實(shí)施例中，例如，將時(shí)鐘信號(hào)CLKA和CLKB的周期tCLK設(shè)置在10ns，將脈沖串長(zhǎng)度BL設(shè)置在4，將數(shù)據(jù)等待時(shí)間DL設(shè)置在4。數(shù)據(jù)等待時(shí)間DL定義從輸入讀指令RD到輸出數(shù)據(jù)的時(shí)鐘周期的數(shù)目。在模寄存器5012a和5012b中設(shè)置脈沖串長(zhǎng)度BL和數(shù)據(jù)等待時(shí)間DL。
圖125表示判優(yōu)控制電路5048的詳細(xì)情況。
通過(guò)將控制電路5048a和5048b分別加到第1實(shí)施例的控制電路5044a和5044b構(gòu)造判優(yōu)控制電路5048。與輸入/輸出端口PORT-A對(duì)應(yīng)的控制電路5048a從控制電路5044a接收復(fù)位信號(hào)RESETA和反向信號(hào)RVS以及啟動(dòng)信號(hào)/ENA0和忙碌信號(hào)/BSYB，并輸出啟動(dòng)信號(hào)/ENA。與輸入/輸出端口PORT-B對(duì)應(yīng)的控制電路5048b從控制電路5044b接收復(fù)位信號(hào)RESETB和反向信號(hào)RVS以及啟動(dòng)信號(hào)/ENB0和忙碌信號(hào)/BSYA，并輸出啟動(dòng)信號(hào)/ENB。在與第1實(shí)施例的啟動(dòng)信號(hào)/ENA和/ENB相同的定時(shí)產(chǎn)生啟動(dòng)信號(hào)/ENA0和/ENB0圖126表示當(dāng)加到輸入/輸出端口PORT-A和PORT-B的行地址信號(hào)相互匹配時(shí)實(shí)施的判優(yōu)控制電路5048的操作。在這個(gè)例子中，時(shí)鐘信號(hào)CLKA和CLKB的周期是相同的。與時(shí)鐘信號(hào)CLKA同步地將有效指令A(yù)CT加到輸入/輸出端口PORT-A。此后立即與時(shí)鐘信號(hào)CLKB同步地將有效指令A(yù)CT加到輸入/輸出端口PORT-B。與輸入/輸出端口PORT-A連接的控制器要求寫(xiě)操作，與輸入/輸出端口PORT-B連接的控制器要求讀操作。
控制電路5044a和5044b的操作幾乎與上述第1實(shí)施例的(圖119)相同?？刂齐娐?044a與延遲時(shí)鐘信號(hào)DCLKA前沿同步地取得低電平的首先到達(dá)信號(hào)/FSTA，并激活忙碌信號(hào)/BSYB(圖126-(a))。因?yàn)榭刂齐娐?044b與延遲時(shí)鐘信號(hào)DCLKB前沿同步地取得高電平的首先到達(dá)信號(hào)/FSTB，不激活忙碌信號(hào)/BSYA(圖126-(b))。控制電路5048a響應(yīng)忙碌信號(hào)/BSYB的激活和反向信號(hào)RVS的低電平，激活啟動(dòng)信號(hào)/ENA(圖126-(c))?？刂齐娐?048b響應(yīng)忙碌信號(hào)/BSYA的激活和反向信號(hào)RVS的低電平，使啟動(dòng)信號(hào)/ENB去激活(圖126-(d))。
與時(shí)鐘信號(hào)CLKA和CLKB的下一個(gè)定時(shí)同步地，分別提供寫(xiě)指令WR和讀指令RD(圖126-(e))。響應(yīng)寫(xiě)指令WR和讀指令RD，產(chǎn)生反向信號(hào)RVS的控制電路(圖中未畫(huà)出)激活反向信號(hào)RVS(圖126-(f))。
控制電路5048a和5048b分別響應(yīng)反向信號(hào)RVS的激活，切換啟動(dòng)信號(hào)/ENA和/ENB的電平(圖126-(g))。然后，首先實(shí)施對(duì)于輸入/輸出端口PORT-B的讀操作(圖126-(h))。在完成讀操作后，激活復(fù)位信號(hào)RESETB，并使反向信號(hào)RVS去激活(圖126-(i))?？刂齐娐?048a和5048b響應(yīng)反向信號(hào)RVS的去激活，使啟動(dòng)信號(hào)/ENA和/ENB的電平回復(fù)到它們各自原來(lái)的電平(圖126-(j))。然后，響應(yīng)啟動(dòng)信號(hào)/ENA的激活實(shí)施對(duì)于輸入/輸出端口PORT-A的讀操作(圖126-(k))。
在完成讀操作后，激活復(fù)位信號(hào)RESETA(圖126-(l))，并使忙碌信號(hào)/BSYB去激活(圖126-(m))?？刂齐娐?048a響應(yīng)忙碌信號(hào)/BSYB的去激活，使啟動(dòng)信號(hào)/ENA去激活(圖126-(n))。在本實(shí)施例的這個(gè)方式中，當(dāng)行地址信號(hào)RA相同時(shí)和當(dāng)?shù)?個(gè)到達(dá)的指令要求寫(xiě)操作，接著第2個(gè)到達(dá)的指令要求讀操作時(shí)，如此控制存儲(chǔ)芯5040使它首先實(shí)施讀操作。在存儲(chǔ)器LSI，如具有多端口存儲(chǔ)器的DRAM中，通過(guò)在接收要寫(xiě)的數(shù)據(jù)后驅(qū)動(dòng)存儲(chǔ)芯執(zhí)行寫(xiě)操作，和通過(guò)首先驅(qū)動(dòng)存儲(chǔ)芯然后輸出數(shù)據(jù)實(shí)施讀操作。因此，當(dāng)在寫(xiě)操作后實(shí)施讀操作時(shí)，全部操作周期通常變成等待時(shí)間。在這個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)寫(xiě)操作和讀相互競(jìng)爭(zhēng)時(shí)首先執(zhí)行讀操作，從而縮短全部操作周期和改善傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)的數(shù)據(jù)總線的使用效率。
下面，我們描述根據(jù)第3實(shí)施例的多端口存儲(chǔ)器M的操作。
圖127表示當(dāng)輸入/輸出端口PORT-A和PORT-B接收有效指令A(yù)CT和相同的行地址信號(hào)RA時(shí)實(shí)施讀操作的方法。時(shí)鐘信號(hào)CLKA的相位稍微超前時(shí)鐘信號(hào)CLKB的相位。即，有效指令A(yù)CT到輸入/輸出端口PORT-A的輸入稍微早于有效指令A(yù)CT進(jìn)入輸入/輸出端口PORT-B。
對(duì)于輸入/輸出端口PORT-A，響應(yīng)有效指令A(yù)CT實(shí)施讀操作READ(圖127-(a))。將從存儲(chǔ)單元讀出的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)寄存器5046a(或5046b)中。然后，對(duì)于輸入/輸出端口PORT-B，響應(yīng)有效指令A(yù)CT實(shí)施讀操作READ(圖127-(b))。在判優(yōu)電路5034的控制下完成讀操作READA后對(duì)于輸入/輸出端口PORT-B實(shí)施讀操作READB(圖127-(c))。將通過(guò)讀操作READB從存儲(chǔ)單元讀出的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)寄存器5046b(或5046a)中(圖127-(d))。在這個(gè)方式中，甚至當(dāng)將有效指令A(yù)CT和相同的行地址信號(hào)RA基本上同時(shí)加到輸入/輸出端口PORT-A和PORT-B時(shí)，也能夠?qū)τ谳斎?輸出端口PORT-A和PORT-B中的每一個(gè)連續(xù)地實(shí)施讀操作(或?qū)懖僮?。存儲(chǔ)芯4050在完成讀操作READA和READB中的每一個(gè)后自動(dòng)地實(shí)施預(yù)充電操作，從而完成存儲(chǔ)周期。
與圖所示的第5到第8個(gè)時(shí)鐘信號(hào)CLKA同步地輸入讀指令RD后，連續(xù)地輸出存儲(chǔ)在與輸入/輸出端口PORT-A對(duì)應(yīng)的寄存器5046a中的檢索數(shù)據(jù)作為輸出數(shù)據(jù)Q1-Q3(圖127-(e))。與圖所示的第5到第8個(gè)時(shí)鐘信號(hào)CLKB同步地輸入讀指令RD后，連續(xù)地輸出存儲(chǔ)在與輸入/輸出端口PORT-B對(duì)應(yīng)的寄存器5046b中的檢索數(shù)據(jù)作為輸出數(shù)據(jù)Q1-Q3(圖127-(f))。
輸入/輸出端口PORT-A和PORT-B兩者在第1有效指令A(yù)CT后的4時(shí)鐘脈沖，接收下一個(gè)有效指令A(yù)CT，進(jìn)一步分別實(shí)施讀操作READA和READB(圖127-(g)和(h))。當(dāng)在每4個(gè)時(shí)鐘周期中加上有效指令A(yù)CT一次時(shí)，能夠連續(xù)地輸出檢索的數(shù)據(jù)而沒(méi)有任何間隙(即，無(wú)間隙讀)。而且通過(guò)在每4個(gè)時(shí)鐘周期中接收有效指令A(yù)CT一次得到隨機(jī)存取操作。
圖128表示當(dāng)將有效指令A(yù)CT和相互不同的行地址信號(hào)RA加到輸入/輸出端口PORT-A和PORT-B時(shí)實(shí)施讀操作的方法。
對(duì)于首先已經(jīng)接收有效指令A(yù)CT和行地址信號(hào)RA的輸入/輸出端口PORT-A，響應(yīng)有效指令A(yù)CT實(shí)施讀操作READA(圖128-(a))。將從存儲(chǔ)單元讀出的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)寄存器5046a中(圖128-(b))。然后，輸入/輸出端口PORT-B，響應(yīng)有效指令A(yù)CT實(shí)施指向另一個(gè)與用于讀操作READA的存儲(chǔ)芯不同的存儲(chǔ)芯5040的讀操作READB(圖128-(c))。即，相互獨(dú)立地實(shí)施讀操作READA和讀操作READB。將通過(guò)讀操作READB從存儲(chǔ)單元讀出的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)寄存器5046b中(圖128-(d))。
與圖所示的第5到第8個(gè)時(shí)鐘信號(hào)CLKA同步地輸入讀指令RD后，連續(xù)地輸出存儲(chǔ)在寄存器5046a中的檢索數(shù)據(jù)作為輸出數(shù)據(jù)Q0-Q3(圖128-(e))。與圖所示的第5到第8個(gè)時(shí)鐘信號(hào)CLKB同步地輸入讀指令RD后，連續(xù)地輸出存儲(chǔ)在與輸入/輸出端口PORT-B對(duì)應(yīng)的寄存器5046b中的檢索數(shù)據(jù)作為輸出數(shù)據(jù)Q0-Q3(圖128-(f))。
輸入/輸出端口PORT-A和PORT-B兩者在第1有效指令A(yù)CT后的4個(gè)時(shí)鐘脈沖，接收下一個(gè)有效指令A(yù)CT，進(jìn)一步分別實(shí)施讀操作READA和READB(圖128-(g)和(h))。
圖129表示當(dāng)輸入/輸出端口PORT-A和PORT-B接收有效指令A(yù)CT和相同的行地址信號(hào)RA時(shí)實(shí)施寫(xiě)操作的方法。
在輸入/輸出端口PORT-A和PORT-B中，與跟隨用于接收有效指令A(yù)CT的前沿的下面的各時(shí)鐘信號(hào)CLKA和CLKB的前沿同步地提供寫(xiě)指令WR，列地址信號(hào)CA和第1寫(xiě)數(shù)據(jù)Q0和Q0(圖129-(a)和(b))。此后，與各時(shí)鐘信號(hào)CLKA和CLKB同步地提供寫(xiě)數(shù)據(jù)Q1-Q3和Q0-Q3(圖129-(c)和(d))。將寫(xiě)數(shù)據(jù)Q0-Q3和Q0-Q3分別存儲(chǔ)在各數(shù)據(jù)寄存器5046a和5046b中(圖129-(e)和(f))。對(duì)于首先接收有效指令A(yù)CT和行地址信號(hào)RA的輸入/輸出端口PORT-A，與取得寫(xiě)數(shù)據(jù)Q3的時(shí)鐘信號(hào)CLKA的特定的定時(shí)同步地實(shí)施寫(xiě)操作WRITEA(圖129-(g))。在完成寫(xiě)操作WRITEA后實(shí)施與輸入/輸出端口PORT-B對(duì)應(yīng)的寫(xiě)操作WRITEB(圖129-(h))。通過(guò)寫(xiě)操作WRITEA和WRITEB，將存儲(chǔ)在各數(shù)據(jù)寄存器5046a和5046b中的寫(xiě)數(shù)據(jù)Q0-Q3和Q0-Q3寫(xiě)入與列地址信號(hào)CA對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元，從而完成寫(xiě)操作。
在寫(xiě)操作中，在每4個(gè)時(shí)鐘周期中提供一組寫(xiě)數(shù)據(jù)一次，使得寫(xiě)數(shù)據(jù)能夠連續(xù)地進(jìn)入而沒(méi)有任何間隙(即，無(wú)間隙寫(xiě))。
圖130表示對(duì)于輸入/輸出端口PORT-A連續(xù)地實(shí)施寫(xiě)操作和讀操作，和對(duì)于輸入/輸出端口PORT-B相繼地實(shí)施指向與輸入/輸出端口PORT-A的寫(xiě)操作的行地址信號(hào)RA相同的行地址信號(hào)RA的寫(xiě)操作，和指向與輸入/輸出端口PORT-A的讀操作的行地址信號(hào)RA相同的行地址信號(hào)RA的寫(xiě)操作的情形。第1寫(xiě)操作的定時(shí)與圖127相同，并省略對(duì)它的說(shuō)明。
在輸入/輸出端口PORT-B，在與圖127相同的定時(shí)提供與第2寫(xiě)操作對(duì)應(yīng)的有效指令A(yù)CT(圖130-(a))。因?yàn)椴粚⒅噶钚盘?hào)加到輸入/輸出端口PORT-A，所以在取得寫(xiě)數(shù)據(jù)Q0-Q3后立即實(shí)施寫(xiě)操作WRITEB(圖130-(b))。
在輸入/輸出端口PORT-A，與圖所示的第7個(gè)時(shí)鐘信號(hào)CLKA同步地提供下一個(gè)有效指令A(yù)CT(圖130-(c))。雖然在圖中未畫(huà)出，但是在這個(gè)特定的瞬間激活對(duì)于輸入/輸出端口PORT-B的啟動(dòng)信號(hào)/ENB。結(jié)果，在完成寫(xiě)操作WRITEB后實(shí)施讀操作READA(圖130-(d))。因?yàn)槎喽丝诖鎯?chǔ)器M以接收各指令的次序執(zhí)行寫(xiě)操作WRITEB和讀操作READA，所以在完成寫(xiě)操作前被讀的存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)不變。
此外，因?yàn)檩斎?輸出端口PORT-A能夠輸出存儲(chǔ)在與輸入/輸出端口PORT-B對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)寄存器5046b中數(shù)據(jù)作為檢索數(shù)據(jù)，所以可以在輸入/輸出端口PORT-B的寫(xiě)操作WRITEB前實(shí)施輸入/輸出端口PORT-A的讀操作READA。
圖131表示對(duì)于輸入/輸出端口PORT-A連續(xù)地實(shí)施寫(xiě)操作和讀操作，和對(duì)于輸入/輸出端口PORT-B相繼地實(shí)施指向與輸入/輸出端口PORT-A的寫(xiě)操作的行地址信號(hào)RA相同的行地址信號(hào)RA的讀操作和指向與輸入/輸出端口PORT-A的讀操作的行地址信號(hào)RA相同的行地址信號(hào)RA的寫(xiě)操作的情形。對(duì)于輸入/輸出端口PORT-A的第1寫(xiě)操作的定時(shí)和對(duì)于輸入/輸出端口PORT-B的第1讀操作的定時(shí)分別與圖129的寫(xiě)操作和圖128的讀操作相同。
在輸入/輸出端口PORT-A，與圖所示的第7和第8時(shí)鐘信號(hào)CLKA同步地提供有效指令A(yù)CT和讀指令(圖131-(a))。因?yàn)樵谶@個(gè)特定的瞬間不將有效指令A(yù)CT加到輸入/輸出端口PORT-B，所以實(shí)施對(duì)于輸入/輸出端口PORT-A的讀操作READA(圖131-(b))。
下面，在輸入/輸出端口PORT-B，與圖所示的第8和第9時(shí)鐘信號(hào)CLKB同步地提供有效指令A(yù)CT和寫(xiě)指令WR(圖131-(c))。在接收數(shù)據(jù)Q0-Q3后，實(shí)施對(duì)于輸入/輸出端口PORT-B的寫(xiě)操作(圖中未畫(huà)出)。
圖132表示在時(shí)鐘信號(hào)CLKA和CLKB具有不同的時(shí)鐘周期的情形中當(dāng)加到輸入/輸出端口PORT-A和PORT-B的行地址信號(hào)相互匹配時(shí)實(shí)施的操作。在這個(gè)例子中，時(shí)鐘信號(hào)CLKB的周期長(zhǎng)度等于時(shí)鐘信號(hào)CLKA的周期長(zhǎng)度的兩倍。
在輸入/輸出端口PORT-A，當(dāng)在每4個(gè)時(shí)鐘周期中加上一組有效指令A(yù)CT和讀指令RD一次，以與圖127相同的方式實(shí)施讀操作。在輸入/輸出端口PORT-B，也當(dāng)在每4個(gè)時(shí)鐘周期中加上一組有效指令A(yù)CT和讀指令RD一次。向輸入/輸出端口PORT-B輸入第1有效指令A(yù)CT的時(shí)間比向輸入/輸出端口PORT-A輸入第1有效指令A(yù)CT的時(shí)間晚一些(圖132-(a))。因此，與圖127的情形相同在讀操作READA后實(shí)施讀操作READB(圖132-(b))。在兩個(gè)讀操作READA之間執(zhí)行與輸入/輸出端口PORT-B的跟隨的有效指令A(yù)CT對(duì)應(yīng)的下一個(gè)讀操作READB(圖132-(c))。
本實(shí)施例能夠提供與上述的第1實(shí)施例相同的優(yōu)點(diǎn)。此外，在每個(gè)輸入/輸出端口PORT-A和PORT-B中，本實(shí)施例用等于存儲(chǔ)芯5040的操作周期的2倍以上的有效指令A(yù)CT的間隔(按照定時(shí)說(shuō)明)。因此，甚至當(dāng)加到輸入/輸出端口PORT-A和PORT-B的行地址信號(hào)RA相同，也肯定能夠?qū)τ诿總€(gè)端口實(shí)施讀操作和寫(xiě)操作。因此，控制多端口存儲(chǔ)器M的控制器不需要檢測(cè)多端口存儲(chǔ)器M的忙碌狀態(tài)。這樣就簡(jiǎn)化了控制器的控制(藉助硬件和軟件)。
圖133表示多端口存儲(chǔ)器的第4實(shí)施例和根據(jù)本發(fā)明(第5方面)控制多端口存儲(chǔ)器的方法。用相同的數(shù)字標(biāo)記與第1和第3實(shí)施例相同的部件，并省略對(duì)它們的詳細(xì)描述。
在這個(gè)實(shí)施例中，提供頁(yè)面緩沖器5050a和5050b代替上述第3實(shí)施例的數(shù)據(jù)寄存器5046a和5046b。頁(yè)面緩沖器5050a和5050b與輸入/輸出端口PORT-A和PORT-B中的至少一個(gè)結(jié)合起來(lái)進(jìn)行操作。其它配置幾乎與第3實(shí)施例完全相同。
每個(gè)頁(yè)面緩沖器5050a和5050b都包括鎖存器，其中存儲(chǔ)在存儲(chǔ)芯5040中的所有存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)。在開(kāi)始讀操作和寫(xiě)操作時(shí)，將存儲(chǔ)在選出的存儲(chǔ)芯5040的存儲(chǔ)單元中的數(shù)據(jù)讀出到頁(yè)面緩沖器5050a(或5050b)。在讀操作中，響應(yīng)列地址信號(hào)CA輸出鎖存在頁(yè)面緩沖器5050a中的數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)信號(hào)。在寫(xiě)操作中，首先根據(jù)列地址信號(hào)CA將數(shù)據(jù)信號(hào)寫(xiě)入頁(yè)面緩沖器5050a。此后，在完成寫(xiě)操作時(shí)將頁(yè)面緩沖器5050a的數(shù)據(jù)寫(xiě)入存儲(chǔ)單元。
下面，我們描述第4實(shí)施例多端口存儲(chǔ)器M的操作。
圖134表示當(dāng)輸入/輸出端口PORT-A和PORT-B接收有效指令A(yù)CT和相同的行地址信號(hào)RA時(shí)實(shí)施讀操作的方法。時(shí)鐘信號(hào)CLKA的相位稍微超前時(shí)鐘信號(hào)CLKB的相位。即，輸入到輸入/輸出PORT-A的有效指令A(yù)CT比輸入到輸入/輸出PORT-B的有效指令A(yù)CT稍微早一些。
在輸入/輸出端口PORT-A，響應(yīng)有效指令A(yù)CT實(shí)施讀操作READA(圖134-(a))。從由讀操作READA選出的存儲(chǔ)芯5040的所有存儲(chǔ)單元讀出數(shù)據(jù)，并將檢索數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在頁(yè)面緩沖器5050a(或5050b)中的一個(gè)(圖134-(b))。另一方面，在輸入/輸出端口PORT-B，行地址信號(hào)RA與加到輸入/輸出端口PORT-A的相同，所以不實(shí)施與有效指令A(yù)CT相應(yīng)的讀操作。
在輸入/輸出端口PORT-A，與如圖所示的第1和第5時(shí)鐘信號(hào)CLKA同步地加上讀指令RD(圖134-(c)和(d))。在接收各讀指令RD后與第5到第12時(shí)鐘信號(hào)CLKA同步地連續(xù)輸出存儲(chǔ)在頁(yè)面緩沖器5050a中的數(shù)據(jù)作為輸出數(shù)據(jù)Q0-Q7(圖134-(e))。即，實(shí)施頁(yè)面讀操作。
由于同樣的原因，在輸入/輸出端口PORT-B，與如圖所示的第1和第5時(shí)鐘信號(hào)CLKB同步地加上讀指令RD(圖134-(f)和(g))。在接收各讀指令RD后與第5到第12時(shí)鐘信號(hào)CLKB同步地連續(xù)輸出存儲(chǔ)在頁(yè)面緩沖器5050a中的數(shù)據(jù)作為輸出數(shù)據(jù)Q0-Q7(圖134-(h))。在這個(gè)方式中，如果行地址信號(hào)RA是相同的，則輸入/輸出端口PORT-A和PORT-B共用一個(gè)頁(yè)面緩沖器5050a(或5050b)。
輸入/輸出端口PORT-A和PORT-B兩者都在第1有效指令A(yù)CT后的8個(gè)時(shí)鐘周期，接收下一個(gè)有效指令A(yù)CT(圖134-(i)和(j))。因?yàn)樾械刂沸盘?hào)RA是相同的，所以只實(shí)施讀操作READA(圖134-(k))。不實(shí)施對(duì)于輸入/輸出端口PORT-B的讀操作READB。通過(guò)在每4個(gè)時(shí)鐘周期中加上讀指令RD一次能夠連續(xù)地輸出讀數(shù)據(jù)而沒(méi)有任何間隙(即，無(wú)間隙讀)。
圖135表示當(dāng)將有效指令A(yù)CT和不同的行地址信號(hào)RA加到輸入/輸出端口PORT-A和PORT-B時(shí)實(shí)施讀操作的方法。與輸入/輸出端口PORT-A對(duì)應(yīng)的讀操作的定時(shí)和圖134相同。
在首先接收有效指令A(yù)CT和行地址信號(hào)RA的輸入/輸出端口PORT-A，響應(yīng)有效指令A(yù)CT實(shí)施讀操作READA(圖135-(a))。將從存儲(chǔ)芯5040的所有存儲(chǔ)單元讀出的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在頁(yè)面緩沖器5050a中(圖135-(b))。在輸入/輸出端口PORT-B，響應(yīng)有效指令A(yù)CT對(duì)于與讀操作READA的不同的存儲(chǔ)芯5040實(shí)施讀操作READB(圖135-(c))。即，將由讀操作READB從存儲(chǔ)芯5040的所有存儲(chǔ)單元讀出的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在頁(yè)面緩沖器5050b中(圖135-(d))。此后，以與結(jié)合圖134描述的相同方式實(shí)施讀操作。在這個(gè)方式中，當(dāng)行地址信號(hào)RA相互不同時(shí)，獨(dú)立的實(shí)施讀操作READA和讀操作READB，分別將檢索數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在各頁(yè)面緩沖器5050a和5050b中。
圖136表示將有效指令A(yù)CT和相同的行地址信號(hào)RA加到輸入/輸出端口PORT-A和PORT-B，并實(shí)施寫(xiě)操作，接著加上有效指令A(yù)CT和不同的行地址信號(hào)RA，導(dǎo)致實(shí)施寫(xiě)操作的情形。
在輸入/輸出端口PORT-A和PORT-B，與時(shí)鐘信號(hào)CLKA和CLKB的各前沿同步地加上有效指令A(yù)CT和相同的行地址信號(hào)RA。圖133所示的判優(yōu)電路5034認(rèn)定輸入/輸出端口PORT-A首先接收有效指令A(yù)CT，并實(shí)施讀操作READA(圖136-(a))，以便將數(shù)據(jù)從存儲(chǔ)單元傳輸?shù)巾?yè)面緩沖器5050a(或5050b)。
從由讀操作READA選出的存儲(chǔ)芯5040的所有存儲(chǔ)單元讀出數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)在頁(yè)面緩沖器5050a(或5050b)中(圖136-(b))。另一方面，在輸入/輸出端口PORT-B，因?yàn)樾械刂沸盘?hào)RA與加到輸入/輸出端口PORT-A的相同，所以響應(yīng)有效指令A(yù)CT不實(shí)施讀操作。
此后，在輸入/輸出端口PORT-A，與如圖所示的第1和第5時(shí)鐘信號(hào)CLKA同步地加上寫(xiě)指令WD和列地址信號(hào)CA(圖136-(c)和(d))。將與鐘信號(hào)CLKA同步地連續(xù)加上的寫(xiě)數(shù)據(jù)Q0-Q7寫(xiě)入頁(yè)面緩沖器5050a中(圖134-(e))。即，實(shí)施頁(yè)面寫(xiě)操作。
在輸入/輸出端口PORT-B，與如圖所示的第1和第5時(shí)鐘信號(hào)CLKB同步地加上寫(xiě)指令WR和列地址信號(hào)CA(圖136-(f)和(g))。將與時(shí)鐘信號(hào)CLKB同步地一個(gè)接一個(gè)地加上的寫(xiě)數(shù)據(jù)Q0-Q7寫(xiě)入共用的列頁(yè)面緩沖器5050a中(圖134-(h))。在這個(gè)方式中，如果行地址信號(hào)RA相同，則在寫(xiě)操作中輸入/輸出端口PORT-A和PORT-B共用同一個(gè)頁(yè)面緩沖器5050a(或5050b)。
在首先接收有效指令A(yù)CT的輸入/輸出端口PORT-A，與取得寫(xiě)數(shù)據(jù)Q7的時(shí)鐘信號(hào)CLKA的特定定時(shí)同步地實(shí)施寫(xiě)操作WRITEA(圖136-(i))。在完成寫(xiě)操作WRITEA后實(shí)施與輸入/輸出端口PORT-B對(duì)應(yīng)的寫(xiě)操作WRITEB(圖136-(j))。
此后，在輸入/輸出端口PORT-A和PORT-B，與時(shí)鐘信號(hào)CLKA和CLKB的各前沿同步地加上有效指令A(yù)CT和相互不同的行地址信號(hào)RA。圖133所示的判優(yōu)電路5034認(rèn)定首先將有效指令A(yù)CT加到輸入/輸出端口PORT-A，并一個(gè)接著一個(gè)地實(shí)施讀操作READA和READB(圖136-(k)和(l))。
從由讀操作READA選出的存儲(chǔ)芯5040的所有存儲(chǔ)單元讀出數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)在頁(yè)面緩沖器5050a(或5050b)中(圖136-(m))。進(jìn)一步，從由讀操作READB選出的存儲(chǔ)芯5040的所有存儲(chǔ)單元讀出數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)在另一個(gè)頁(yè)面緩沖器5050b(或5050a)中(圖136-(n))。
在輸入/輸出端口PORT-A，與如圖所示的第13和第17時(shí)鐘信號(hào)CLKA同步地加上讀指令RD和列地址信號(hào)CA(圖136-(o)和(p))。將與鐘信號(hào)CLKA同步地一個(gè)接著一個(gè)加上的寫(xiě)數(shù)據(jù)Q0-Q7存儲(chǔ)在頁(yè)面緩沖器5050a中(圖136-(q))。
類(lèi)似地，在輸入/輸出端口PORT-B，與如圖所示的第13和第17時(shí)鐘信號(hào)CLKB同步地加上寫(xiě)指令WR和列地址信號(hào)CA(圖136-(r)和(s))。將與鐘信號(hào)CLKB同步地一個(gè)接著一個(gè)加上的寫(xiě)數(shù)據(jù)Q0-Q7寫(xiě)入頁(yè)面緩沖器5050b中(圖136-(t))。在這個(gè)方式中，當(dāng)行地址信號(hào)RA不同時(shí)用頁(yè)面緩沖器5050a和5050b。
在首先接收有效指令A(yù)CT和行地址信號(hào)RA的輸入/輸出端口PORT-A，與取得寫(xiě)數(shù)據(jù)Q7的時(shí)鐘信號(hào)CLKA的特定定時(shí)同步地實(shí)施寫(xiě)操作WRITEA(圖136-(u))。在完成寫(xiě)操作WRITEA后實(shí)施與輸入/輸出端口PORT-B對(duì)應(yīng)的寫(xiě)操作WRITEB(圖136-(v))。通過(guò)寫(xiě)操作WRITEA和WRITEB，分別將存儲(chǔ)器在頁(yè)面緩沖器5050a和5050b中的寫(xiě)數(shù)據(jù)Q0-Q7寫(xiě)入與列地址信號(hào)CA對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元，從而完成寫(xiě)操作。
圖137表示將有效指令A(yù)CT和相同的行地址信號(hào)RA加到輸入/輸出端口PORT-A和PORT-B，實(shí)施寫(xiě)操作，接著加上有效指令A(yù)CT和相同的行地址信號(hào)RA，導(dǎo)致在輸入/輸出端口PORT-A實(shí)施讀操作和在輸入/輸出端口PORT-B實(shí)施寫(xiě)操作的情形。第1寫(xiě)操作的定時(shí)與圖137相同，我們將省略對(duì)它的描述。
在輸入/輸出端口PORT-A和PORT-B，與圖所示的第12時(shí)鐘信號(hào)CLKA和CLKB的各前沿同步地提供有效指令A(yù)CT和相同的行地址信號(hào)RA(圖137-(a)和(b))。圖133所示的判優(yōu)電路5034認(rèn)定首先將有效指令A(yù)CT加到輸入/輸出端口PORT-A，并實(shí)施讀操作READA(圖137-(c))。從由讀操作READA選出的存儲(chǔ)芯5040的所有存儲(chǔ)單元讀出數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)在頁(yè)面緩沖器5050a(或5050b)中(圖137-(d))。在輸入/輸出端口PORT-B，因?yàn)樾械刂沸盘?hào)RA與加到輸入/輸出端口PORT-A的信號(hào)相同，所以不實(shí)施與有效指令A(yù)CT對(duì)應(yīng)的寫(xiě)操作。
此后，在輸入/輸出端口PORT-A，與如圖所示的第13和第17時(shí)鐘信號(hào)CLKA同步地加上讀指令RD(圖137-(e)和(f))。在接收各讀指令RD后與如圖所示的第17到第24時(shí)鐘信號(hào)CLKA同步地連續(xù)輸出存儲(chǔ)在頁(yè)面緩沖器5050a中的數(shù)據(jù)(圖137-(g))。
在輸入/輸出端口PORT-B，與如圖所示的第13和第17時(shí)鐘信號(hào)CLKB同步地加上寫(xiě)指令WR(圖137-(h)和(i))。將與鐘信號(hào)CLKB同步地連續(xù)加上的寫(xiě)數(shù)據(jù)Q0-Q7存儲(chǔ)在共用的頁(yè)面緩沖器5050a中(圖137-(j))。
此后，在輸入/輸出端口PORT-B，與取得寫(xiě)數(shù)據(jù)Q7的時(shí)鐘信號(hào)CLKB的特定定時(shí)同步地實(shí)施寫(xiě)操作WRITEB(圖137-(k))。
圖138表示將有效指令A(yù)CT和相同的行地址信號(hào)RA加到輸入/輸出端口PORT-A和PORT-B，實(shí)施寫(xiě)操作和讀操作，接著加上有效指令A(yù)CT和不同的行地址信號(hào)RA，導(dǎo)致實(shí)施寫(xiě)操作和讀操作的情形。
在輸入/輸出端口PORT-A和PORT-B，與時(shí)鐘信號(hào)CLKA和CLKB的前沿同步地提供有效指令A(yù)CT和相同的行地址信號(hào)RA(圖138-(a)和(b))。判優(yōu)電路5034確定首先將有效指令A(yù)CT加到輸入/輸出端口PORT-A，并實(shí)施讀操作READA(圖138-(c))。從由讀操作READA選出的存儲(chǔ)芯5040的所有存儲(chǔ)單元讀出數(shù)據(jù)，并將讀出數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在頁(yè)面緩沖器5050a(或5050b)中(圖137-(d))。另一方面，在輸入/輸出端口PORT-B，行地址信號(hào)RA與加到輸入/輸出端口PORT-A的那些相同，所以不實(shí)施與有效指令A(yù)CT對(duì)應(yīng)的讀操作。
此后，在輸入/輸出端口PORT-A，與第1和第5時(shí)鐘信號(hào)CLKA同步地加上寫(xiě)指令WR(圖138-(e)和(f))。將與時(shí)鐘信號(hào)CLKA同步地連續(xù)加上的寫(xiě)數(shù)據(jù)Q0-Q7存儲(chǔ)在頁(yè)面緩沖器5050a中(圖137-(g))。
在輸入/輸出端口PORT-B，與第1和第5時(shí)鐘信號(hào)CLKB同步地加上讀指令RD(圖138-(h)和(i))。在接收各讀指令RD后與第5到第12時(shí)鐘信號(hào)CLKB的定時(shí)同步地一個(gè)接著一個(gè)地輸出存儲(chǔ)在頁(yè)面緩沖器5050a中的數(shù)據(jù)作為輸出數(shù)據(jù)Q0-Q7(圖138-(j))。在輸入/輸出端口PORT-A，與取得寫(xiě)數(shù)據(jù)Q7的時(shí)鐘信號(hào)CLKA的特定定時(shí)同步地實(shí)施寫(xiě)操作WRITEA(圖138-(k))。
然后，在輸入/輸出端口PORT-A和PORT-B，與時(shí)鐘信號(hào)CLKA和CLKB的前沿同步地提供有效指令A(yù)CT和相互不同的行地址信號(hào)RA(圖138-(l)和(m))。判優(yōu)電路5034認(rèn)定首先將有效指令A(yù)CT加到輸入/輸出端口PORT-A，并連續(xù)實(shí)施讀操作READA和READB(圖138-(n)和(o))。從由讀操作READA選出的存儲(chǔ)芯5040的所有存儲(chǔ)單元讀出數(shù)據(jù)，并將讀出的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在頁(yè)面緩沖器5050a(或5050b)中的一個(gè)(圖138-(p))。進(jìn)一步，從由讀操作READB選出的存儲(chǔ)芯5040的所有存儲(chǔ)單元讀出數(shù)據(jù)，并將讀出的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在頁(yè)面緩沖器5050b(或5050a)中的另一個(gè)(圖138-(q))。
在輸入/輸出端口PORT-A，與時(shí)鐘信號(hào)CLKA的第13和第17定時(shí)同步地加上寫(xiě)指令WR(圖138-(r)和(s))。將與時(shí)鐘信號(hào)CLKA同步地一個(gè)接著一個(gè)加上的寫(xiě)數(shù)據(jù)Q0-Q7寫(xiě)入頁(yè)面緩沖器5050a中(圖138-(t))。
類(lèi)似地，在輸入/輸出端口PORT-B，與時(shí)鐘信號(hào)CLKA的第13和第17定時(shí)同步地加上寫(xiě)指令WR(圖138-(u)和(v))。將與時(shí)鐘信號(hào)CLKB同步地一個(gè)接著一個(gè)加上的寫(xiě)數(shù)據(jù)Q0-Q7寫(xiě)入頁(yè)面緩沖器5050b中(圖138-(w))。
本實(shí)施例能夠提供與上述的第3實(shí)施例相同的優(yōu)點(diǎn)。進(jìn)一步，在本實(shí)施例中，用作對(duì)于存儲(chǔ)芯5040的所有存儲(chǔ)單元的暫時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的頁(yè)面緩沖器5050a和5050b位于數(shù)據(jù)鎖存器5028和存儲(chǔ)芯5040之間。這使多端口存儲(chǔ)器M能夠?qū)嵤╉?yè)面讀操作和頁(yè)面寫(xiě)操作。
當(dāng)將相同的行地址信號(hào)RA加到輸入/輸出端口PORT-A和PORT-B時(shí)，共用同一個(gè)頁(yè)面緩沖器5050a。這防止寫(xiě)入存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)通過(guò)覆蓋操作被破壞。
當(dāng)將相同的行地址信號(hào)RA加到輸入/輸出端口PORT-A和PORT-B時(shí)，響應(yīng)一個(gè)端口只實(shí)施讀操作。因此，與對(duì)于兩個(gè)端口實(shí)施的各讀操作的情形比較能夠減少操作時(shí)的功率消耗。使用頁(yè)面緩沖器5050a和5050b甚至當(dāng)實(shí)施頁(yè)面操作時(shí)也消除了對(duì)于控制多端口存儲(chǔ)器M，檢測(cè)多端口存儲(chǔ)器M的忙碌狀態(tài)的控制器的需要。因此，控制器等的控制(藉助硬件和軟件)變得較容易了。
圖139表示根據(jù)多端口存儲(chǔ)器的第5實(shí)施例的多端口存儲(chǔ)器的操作和控制本發(fā)明的多端口存儲(chǔ)器的方法。用相同的數(shù)字標(biāo)記與第4實(shí)施例相同的部件，并省略對(duì)它們的詳細(xì)描述。
這個(gè)實(shí)施例具有用于通常的脈沖串操作的讀指令RD和寫(xiě)指令WR兩者與用于頁(yè)面操作的讀指令PRD和寫(xiě)指令PWR兩者。多端口存儲(chǔ)器M的電路配置基本上與第4實(shí)施例相同。
在圖139中，將有效指令A(yù)CT和相同的行地址信號(hào)RA加到輸入/輸出端口PORT-A和PORT-B(圖139-(a)和(b))。與時(shí)鐘信號(hào)CLKA和CLKB的下一個(gè)周期同步地，加上讀指令PRD(圖139-(c)和(d))，實(shí)施頁(yè)面讀操作(圖139-(e))。頁(yè)面讀操作的定時(shí)與圖134相同，并省略對(duì)它的詳細(xì)描述。
此后，將有效指令A(yù)CT和相同的行地址信號(hào)RA加到輸入/輸出端口PORT-A和PORT-B(圖139-(f)和(g))。與時(shí)鐘信號(hào)CLKA和CLKB的下一個(gè)周期同步地，加上讀指令RD(圖139-(h)和(i))。對(duì)于各輸入/輸出端口PORT-A和PORT-B連續(xù)實(shí)施讀操作READA和READB(圖139-(j)和(k))。即完成通常的讀操作(即脈沖串讀操作)。
這個(gè)本實(shí)施例能夠提供與上述的第4實(shí)施例相同的優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)檫@個(gè)實(shí)施例準(zhǔn)備了用于頁(yè)面操作的讀指令PRD和PWR以及用于通常操作的讀指令RD和WR，所以多端口存儲(chǔ)器M響應(yīng)所加的指令信號(hào)不僅能夠?qū)嵤╉?yè)面操作而且能夠?qū)嵤┩ǔ２僮鳌?br> 上述實(shí)施例已經(jīng)指向一個(gè)將本發(fā)明用于多路復(fù)用地址信號(hào)的地址多路復(fù)用型的多端口存儲(chǔ)器的例子。但是本發(fā)明不限于這些特定的實(shí)施例。例如，也可以將本發(fā)明用于同時(shí)接收地址信號(hào)的地址非多路復(fù)用型的多端口存儲(chǔ)器。
上述實(shí)施例已經(jīng)指向一個(gè)將本發(fā)明用于具有兩個(gè)輸入/輸出端口PORT-A和PORT-B的多端口存儲(chǔ)器M的例子。但是本發(fā)明不限于這些實(shí)施例。例如，也可以將本發(fā)明用于具有4個(gè)輸入/輸出端口的多端口存儲(chǔ)器。在這個(gè)情形中，將所加的有效指令A(yù)CT的間隔(按照定時(shí)說(shuō)明)設(shè)置得等于或大于存儲(chǔ)芯的操作周期的4倍。
在上述實(shí)施例中，對(duì)將本發(fā)明用于具有同步DRAM存儲(chǔ)芯的多端口存儲(chǔ)器的例子進(jìn)行了描述。但是本發(fā)明不限于這種形式的實(shí)施例。例如，也可以將本發(fā)明用于具有同步SRAM存儲(chǔ)芯的多端口存儲(chǔ)器。
進(jìn)一步，在上述的多端口存儲(chǔ)器中，可以將對(duì)于存儲(chǔ)芯操作的要求作為指令信號(hào)輸入。將這樣的指令信號(hào)與時(shí)鐘信號(hào)同步地加到一個(gè)輸入/輸出端口的指令端子。可以將該指令信號(hào)分成一個(gè)用于激活存儲(chǔ)塊的一個(gè)特定存儲(chǔ)區(qū)域的有效指令和一個(gè)指示在這個(gè)存儲(chǔ)區(qū)域中或者實(shí)施讀操作或者實(shí)施寫(xiě)操作的動(dòng)作指令，并且可以連續(xù)地加上這些指令。由于同樣的原因，也可以在時(shí)分基礎(chǔ)上一個(gè)接著一個(gè)地加上地址信號(hào)。通過(guò)在加上有效指令后的預(yù)定時(shí)鐘周期上加上動(dòng)作指令將讀操作周期和寫(xiě)操作周期固定在恒定的周期上。
如果存儲(chǔ)塊的存儲(chǔ)單元由DRAM單元構(gòu)成則需要刷新操作。對(duì)于由加在任何一個(gè)輸入/輸出端口上的地址信號(hào)指示的刷新地址實(shí)施刷新操作。這個(gè)配置能夠使在多端口存儲(chǔ)器中的控制電路的尺寸減到最小，從而能夠減小芯片尺寸。
在讀操作和寫(xiě)操作后自動(dòng)地實(shí)施將與存儲(chǔ)單元連接的位線復(fù)位到預(yù)定電位的預(yù)充電操作。這使從開(kāi)始各操作的預(yù)定時(shí)間周期內(nèi)完成讀操作和寫(xiě)操作成為可能。即，能夠?qū)⒆x周期時(shí)間和寫(xiě)周期時(shí)間固定為恒定的。
而且，可以為每個(gè)輸入/輸出端口提供忙碌端子以便輸出忙碌信號(hào)。當(dāng)加到一個(gè)輸入/輸出端口的地址信號(hào)與加到另一個(gè)輸入/輸出端口的地址信號(hào)相同時(shí)和當(dāng)對(duì)于后一個(gè)輸入/輸出端口執(zhí)行存儲(chǔ)操作時(shí)，輸出忙碌信號(hào)。用這種配置，與多端口存儲(chǔ)器連接的控制器很容易知道還沒(méi)有實(shí)施所要求的操作。
進(jìn)一步，本發(fā)明不限于這些實(shí)施例，而且可以作出不同的變化和修改而沒(méi)有偏離本發(fā)明的范圍。
例如，已經(jīng)參考為了同步只用一個(gè)前沿或一個(gè)后沿的配置描述了本發(fā)明的第1到第5方面。然而對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯然能夠容易地改變上述任何一個(gè)配置，使它與為了同步用前沿和后沿兩者的DDR(雙數(shù)據(jù)速率)操作匹配。我們有意使這樣一個(gè)明顯的改變處在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
本申請(qǐng)基于向日本專(zhuān)利局提出的日本優(yōu)先權(quán)專(zhuān)利申請(qǐng)2000年12月20日遞交的No.2000-387891，2001年2月9日遞交的No.2001-034361，2001年2月14日遞交的No.2000-037547，2000年12月27日遞交的No.2000-398893和2000年12月27日遞交的No.2000-399052，這里我們將這些專(zhuān)利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容作為參考。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，包括數(shù)量為N的多個(gè)外部端口，每個(gè)外部端口都接收指令，內(nèi)部電路，它在輸入到一個(gè)外部端口的各指令的最小時(shí)間間隔期間至少執(zhí)行N次存取操作，判優(yōu)電路，它確定指令執(zhí)行次序，所述內(nèi)部電路以該次序執(zhí)行輸入到N個(gè)相應(yīng)外部端口中的多個(gè)指令；地址比較電路，它確定在輸入到N個(gè)相應(yīng)外部端口中的多個(gè)指令中是否存在兩個(gè)或多個(gè)存取同一地址的指令；和信號(hào)輸出電路，它響應(yīng)于存在兩個(gè)或多個(gè)存取同一地址的指令的情況將預(yù)定信號(hào)輸出到器件外部。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，進(jìn)一步包括信號(hào)輸入電路，它從器件外部接收預(yù)定信號(hào)；和一個(gè)模寄存器，它指示主操作模式和從操作模式中的任何一種模式，其中響應(yīng)于由所述模寄存器指示的主操作模式激活所述信號(hào)輸出電路，并響應(yīng)于由所述模寄存器指示的從操作模式激活所述信號(hào)輸入電路。
3.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其中所述判優(yōu)電路響應(yīng)于當(dāng)所述模寄存器指示從操作模式時(shí)所述信號(hào)輸入電路接收來(lái)自器件外部的預(yù)定信號(hào)的情況改變指令執(zhí)行次序。
4.如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其中提供正常操作模式和連續(xù)操作模式，正常操作模式實(shí)施行選擇的操作、與單個(gè)指令對(duì)應(yīng)的操作和在單個(gè)內(nèi)部操作周期內(nèi)的預(yù)充電操作，連續(xù)操作模式實(shí)施行選擇的操作、與多個(gè)指令對(duì)應(yīng)的連續(xù)操作和在單個(gè)內(nèi)部操作周期內(nèi)的預(yù)充電操作，其中響應(yīng)于由地址比較電路作出的確定結(jié)果切換正常操作模式和連續(xù)操作模式。
5.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其中如果在連續(xù)操作模式中執(zhí)行的多個(gè)指令是寫(xiě)指令，則選擇和執(zhí)行寫(xiě)指令中的一個(gè)而不執(zhí)行余下的寫(xiě)指令。
6.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其中在連續(xù)操作模式中在行選擇操作和與多個(gè)指令對(duì)應(yīng)的連續(xù)操作之間提供的時(shí)段中實(shí)施將預(yù)定信號(hào)傳送到器件外部或從器件外部接收預(yù)定信號(hào)的操作。
7.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其中所述時(shí)段具有可變的長(zhǎng)度。
8.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，進(jìn)一步包括接收來(lái)自與預(yù)定信號(hào)對(duì)應(yīng)的外部控制器的中斷信號(hào)的電路，其中所述判優(yōu)電路響應(yīng)于中斷信號(hào)的接收改變指令執(zhí)行次序。
9.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其中提供正常操作模式和連續(xù)操作模式，正常操作模式實(shí)施行選擇操作、與單個(gè)指令對(duì)應(yīng)的操作和在單個(gè)內(nèi)部操作周期內(nèi)的預(yù)充電操作，連續(xù)操作模式實(shí)施行選擇操作、與多個(gè)指令對(duì)應(yīng)的連續(xù)操作和在單個(gè)內(nèi)部操作周期內(nèi)的預(yù)充電操作，其中響應(yīng)于由地址比較電路作出的確定結(jié)果切換正常操作模式和連續(xù)操作模式，并且在連續(xù)操作模式中在行選擇操作和與多個(gè)指令對(duì)應(yīng)的連續(xù)操作之間提供的時(shí)段中實(shí)施接收中斷信號(hào)的操作。
10.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其中N個(gè)外部端口中的每一個(gè)都包括一個(gè)用于接收來(lái)自器件外部的時(shí)鐘信號(hào)的時(shí)鐘端子，并與時(shí)鐘信號(hào)同步地進(jìn)行操作，并且其中所述信號(hào)輸入電路和所述信號(hào)輸出電路與時(shí)鐘信號(hào)異步地進(jìn)行操作。
全文摘要
半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件包括數(shù)量為N的多個(gè)外部端口，每個(gè)外部端口都接收指令，和一個(gè)內(nèi)部電路，它在輸入到一個(gè)外部端口的指令的最小時(shí)間間隔中至少實(shí)施N次存取操作。
文檔編號(hào)G11C8/16GK1828766SQ200610054990
公開(kāi)日2006年9月6日 申請(qǐng)日期2001年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月20日
發(fā)明者松崎康郎, 鈴木孝章, 山崎雅文, 川崎健一, 鎌田心之介 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社