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JP4004744B2 - MROM circuit and cell data determination method - Google Patents
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロコンピュータシステムで使用されるNAND方式のMROM回路に係り、特に選択したセルからデータを読み出す際のセルデータ確定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
図9は、NAND方式のMROM回路の従来回路例を示した図である。NAND方式のMROM回路で必要とされる基本信号は、ROMアドレス入力信号IAn、ROMデータ出力信号IDB31、読み出し制御用信号RD、チップセレクト制御用信号ROMCS、ストップ状態制御用信号TEである。更に、マイクロコンピュータシステムでのNAND方式のMROM回路の場合は、システムクロック群のFPH、PH1、PH2を使用する。
【0003】
図10は上記したNAND方式のMROM回路の動作タイミングチャート図である。NAND方式のMROM回路は、システムクロックのFPHで区画される順序で動作し、T1期間はアドレス確定/ROMCS確定期間、T2期間はプリチャージ期間、T3期間はMROMデータ確定期間、T4期間はMROMデータLATCH期間、T5期間はシステムバスへの読み出し期間の順番で動作する。
【0004】
以下、上記したNAND方式のMROM回路の詳細動作について図10を参照して説明する。ストップ状態制御用信号TEが“1”及び、システムクロックFPH、PH1、PH2(図10(A)、(B)、(C)、)が制御回路1に供給されている状態で、MROM回路動作可能となる。この時、別途、CPUアドレスバス信号から作成したROMアドレスの領域を示すチップセレクト制御用信号ROMCS(図10(E))が制御回路1に入力される。チップセレクト制御用信号ROMCSは、CL7〜0発生回路2、DIS1〜0発生回路5にも入力される。
【0005】
これにより、制御回路1はプリチャージ用の制御信号PRE“1”を作り(図10(K))、ROMアドレス入力信号IAnからデコードした信号HA0からHA3を出力する(図10(G))。この場合、信号HA0が“1”であるため、NAND6の出力PRCVが“0”に成り(図10(L))、P型トランジスタ7をオンにする。この時、DIS1〜0の発生回路5から発生されるDIS0は“0”になっているため(図10(M))、トランジスタ10はオフである。
【0006】
一方、この時、CL7〜0発生回路2はROMアドレス入力IAn信号よりアドレスCL0〜CL7を発生し(図10(H))、SELn〜0発生回路3はROMアドレス入力信号IAnよりセレクト信号SEL0〜SELnを発生し(図10(I))、WL7〜0発生回路4はROMアドレス入力信号IAnよりワード線信号WL0〜WL7を発生する(図10(J))。
【0007】
この例では、アドレス信号CL0が“1”で他のCLは“0”であるため,トランジスタ8がオンになると共に、SELn〜0発生回路3はセレクト信号SELnが“1”で他のSEL0は“0”であるため、トランジスタ9がオンになる。この時、WL7〜0発生回路4はSELnで選択されたメモリセル9−1のトランジスタ群にワード信号WL0〜WL7を入力し、これらトランジスタをオン、オフする。
【0008】
この例では、WL0が“0”で、他のWLが“1”であり、しかも、WL0ラインのトランジスタ91のドレイン−ソース間に接続データ有りのため、メモリセル9−1のトランジスタ群が全てオンになる。これにより、VDDがトランジスタ7、8、9を介してメモリセル9−1のトランジスタ群の全てに印加される。これにより、トランジスタ8のドレインラインのPREBITが“1”になって、この“1”がNAND12、クロックドインバータ13、インバータ14から成る保持回路に保持され、それにより、トランジスタ11がオンになる。
【0009】
その後、プリチャージ用の制御信号PREが“0”になると、NAND6の出力PRCVが“0”になってトランジスタ7がオフになると共に、DIS1〜0発生回路5の信号DIS0が“1”となって、トランジスタ10がオンになる。これにより、上記メモリセル9−1のトランジスタ群を介してBIT線の電荷がディスチャージされると共に、トランジスタ8を介して電荷がディスチャージされ、データ読み出しラインのPREBITが“0”になる。この際、PREBIT線のディスチャージレベルがクロックドインバータ13の閾値以下に遷移した時点で、クロックドインバータ13のVOTVレベルが“0”から“1”に変化する。
【0010】
次に、T4期間時に制御回路1に読み出し制御用信号RDが入力されると共に、ACTE2が“1”となり(図10(Q))、上記した保持回路に保持されたVOTV“1”(図10(P))がラッチ15に入力され保持される。次に、T5期間時に制御回路1で生成されるIDBn読み出し制御信号CSRDが“1”となり、ラッチ15(VOTVの反転信号)データ“0”がトライステートバッファ16からIDB31に出力される。
【0011】
図11は上記したプリチャージ後にそれが切れる過程でNAND6の出力PRCVが“0”から“1”に変化し、セルデータが“0”に確定するまでの遷移状態を示した波形図である。まず、PRCVがローレベル“0”でメモリセルがプリチャージされると、上記したデータ読み出しラインのPREBITがハイレベル“1”になる。その後、PRCVがハイレベル戻って、プリチャージが切れると、メモリセルを通してディスチャージが起こってPREBITがハイレベルから徐々にローレベルに落ちていく。
【0012】
PREBITがあるレベルまで落ちると、上記した保持回路の出力であるVOTVがローレベルから立上がり、VOTVがハイレベルになって行く。VOTVがハイレベルになると、セルデータが“0”に確定する。この時、トランジスタ8のドレイン側の電位であるBITも徐々にローレベルに下降していく。この傾向は、ビット線60の寄生容量CBITが大きくなったり、或いは低電圧動作時に顕著になり、MROM回路のデータ読み出し速度が益々遅くなる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来のNAND方式のMROM回路では、プリチャージが切れてからセルデータが“0”に確定するまでの遷移状態では、図11に示す如くBIT信号、PREBIT信号の立下りが緩やかで、出力VOTVの確定時間=18.3n秒と遅延量が大きいため、高速マイコンシステムでの使用不可能という問題があった。
【0014】
又、従来回路例では、PREBIT信号の立下りが緩やかなため、ラッチ15の入力VOTVのGNDレベルの浮きmax=0.5V、VDDレベルの浮きmax=0.5Vとなり、保持回路のクロックドインバータ13以降でのリーク電流が増大するという問題が発生していた。
【0015】
更に、従来回路例では、保持回路のクロックドインバータ13の出力VOTVの立上がりが緩やかなため、ラッチ15のデータセットアップ時間が大幅に削減されてしまうという問題が発生していた。
【0016】
上記したNAND方式の従来回路例では、NOR方式のMROM回路に対して、スピード的に約1/4程度と大幅に劣っているという致命的問題も有していた。
【0017】
本発明は、上述の如き従来の課題を解決するためになされたもので、その目的は、プリチャージが切れてからセルデータ“0”に確定するまでの時間の大幅短縮とデータセットアップ時間の大幅削減を実現して、動作スピードを向上させることができると共に、リーク電流の抑制を行うことができるMROM回路及びセルデータ確定方法を提供することである。
【0018】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、複数のセルの中の選択したセルをプリチャージした後、前記プリチャージを停止することにより、前記選択したセルからBIT信号によってセルデータを読み出すNAND方式のMROM回路において、前記セルを選択するトランジスタに接続したセルデータ読み出しラインに接続され、前記セルデータ読み出しラインがハイレベルからローレベルに変化する際に、当該セルデータ読み出しラインから電荷を引き抜く高速化回路と、セルデータ読み出しライン上の電位であるPREBIT信号を保持するための保持回路と、を具備し、前記高速化回路が、前記プリチャージを制御するプリチャージ信号と前記セルデータ読み出しライン上の信号のNORを取るNOR回路と、前記セルデータ読み出しラインと接地電位の間に挿入されて前記NOR回路の出力によりオンオフされるトランジスタとで構成され、プリチャージ期間以外に動作して前記セルデータ読み出しラインへ前記PREBIT信号を出力し、前記保持回路が、前記PREBIT信号を選択的に反転するクロックドインバータと、前記クロックドインバータよりの出力を反転するインバータと、選択信号と前記インバータの出力とのNANDを取るNAND回路と、前記NAND回路の出力によってオン・オフして前記PREBIT信号を前記セルデータ読み出しラインへ供給するトランジスタとで構成され、前記NOR回路の回路閾値が、前記PREBIT信号の前記保持回路の前記クロックドインバータの回路閾値以上であることにある。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は、本発明のMROM回路の一実施の形態に係る構成を示したブロック図である。本例のMROM回路は、制御回路1、CL7〜0発生回路2、SELn〜0発生回路3、WL7〜0発生回路4、DIS1〜0発生回路5、NAND6、トランジスタ7、8、メモリセル9−1、9−2、…、トランジスタ10、11、信号の保持回路を構成するクロックドインバータ13、インバータ14、NAND12、MROMデータラッチ回路15、出力バッファ16及び高速化回路30を有している。尚、高速化回路30はNOR18、N型トランジスタ17から成り、セルデータ読み出しライン(PREBITライン)22とプリチャージライン21に接続されている。
【0024】
尚、図1に示した制御回路1、CL7〜0発生回路2、SELn〜0発生回路3、WL7〜0発生回路4、DIS1〜0発生回路5の詳細構成例をそれぞれ図2、図3、図4、図5、図6に示してある。
【0025】
次に本実施形態の動作について図7のタイミングチャートを参照して説明する。NAND方式のMROM回路は、システムクロックのFPH(図7(A))で区画される順序で動作し、T1期間はアドレス確定/ROMCS確定期間、T2期間はプリチャージ期間、T3期間はMROMデータ確定期間、T4期間はMROMデータLATCH期間、T5期間はシステムバスへの読み出し期間の順番で動作する。
【0026】
ストップ状態制御用信号TEが“1”及び、図7(A)、(B)、(C)に示すように、システムクロックFPH、PH1、PH2が制御回路1に供給されている状態で、MROM回路動作可能となる。この時、別途、CPUアドレスバス信号から生成したROMアドレスの領域を示すチップセレクト制御用信号ROMCS(図7(E))が制御回路1に入力される。このチップセレクト制御用信号ROMCSは、CL7〜0発生回路2、DIS1〜0発生回路5にも入力される。
【0027】
これにより、制御回路1はプリチャージ用の制御信号PRE“1”(図7(K))を作ると共に、ROMアドレス入力信号IAnからデコードした信号HA0からHA3を出力する。この場合、信号HA0が“1”であるため、NAND6の出力PRCV(図7(L))が“0”になり、P型トランジスタ7をオンにする。この時、DIS1〜0の発生回路5から発生されるDIS0は“0”になっているため、トランジスタ10はオフである。
【0028】
一方、この時、CL7〜0発生回路2はROMアドレス入力信号IAnよりアドレスCL0〜CL7(図7(H))を発生し、SELn〜0発生回路3はROMアドレス入力信号IAnよりセレクト信号SEL0〜SELn(図7(I))を発生し、WL7〜0発生回路4はROMアドレス入力信号IAnよりワード線信号WL0〜WL7(図7(J))を発生する。
【0029】
この例では、アドレス信号CL0が“1”で他のCLは“0”であるため、トランジスタ8がオンになると共に、SELn〜0発生回路3はセレクト信号SELnが“1”で他のSEL0は“0”であるため、トランジスタ9がオンになる。この時、WL7〜0発生回路4はSELnで選択されたメモリセル9−1のトランジスタ群にワード信号WL0〜WL7を入力し、これらトランジスタをオン、オフする。
【0030】
この例では、WL0が“0”で、他のWLが“1”であり、しかも、WL0ラインのトランジスタ91のドレイン−ソース間に接続データ有りのため、メモリセル9−1のトランジスタ群が全てオンになる。これにより、VDDがトランジスタ7、8、9を介してメモリセル9−1のトランジスタ群の全てに印加される。そのため、トランジスタ8のドレインラインのPREBIT(図7(O))が“1”になって、この“1”がNAND12、クロックドインバータ(受け回路)13、インバータ14から成る保持回路に保持され、それにより、トランジスタ11がオンになる。
【0031】
その後、プリチャージ用の制御信号PREが“0”になると、NAND6の出力PRCVが“0”になってトランジスタがオフになると共に、DIS1〜0発生回路5の信号DIS0が“1”となって、トランジスタ10がオンになる。これにより、上記メモリセル9−1のトランジスタ群を介してBIT線の電荷がディスチャージされると共に、トランジスタ8を介して電荷がディスチャージされ、メモリセルデータ読み出しラインのPREBITが“0”になる。この際、PREBIT線のディスチャージレベルが高速化回路30のNOR18の閾値以下に遷移した時点で、クロックドインバータ13のVOTVレベルが“0”から“1”に変化する。
【0032】
次に、T4期間時に制御回路1に読み出し制御用信号RD(図7(F))が入力されると共に、ACTE2(図7(R))が“1”となり、上記した記憶回路に保持されたVOTV(図7(Q))“1”がラッチ15に入力され保持される。次に、T5期間時に制御回路1で生成されるIDBn読み出し制御信号CSRD(図7(S))が“1”となり、ラッチ15(VOTVの反転信号)データ“0”が、トライステートバッファ16からIDB31に出力される。
【0033】
ここで、高速化回路30の動作について説明する。プリチャージ期間、高速化回路30のNOR18のセルデータ読み出しライン22に接続されている入力は“1”で、ライン21に接続されている入力も“1”であるため、その出力は “0”である。そのため、トランジスタ17はオフとなっていて、上記動作に影響を与えることはない。その後、プリチャージが切れると、NOR18のライン21に接続されている入力は“0”となるが、セルデータ読み出しライン22に接続されている入力は選択されたメモリセルから“0”が読み出された場合に、“0”になる。これにより、NOR18の出力であるCNTが“1”となって、トランジスタ17がオンになり、ライン22を急速にローレベルにする。メモリセルから“1”が読み出された場合は、NOR18の出力であるCNTが“0”のままであるため、トランジスタ17はオフを維持する。
【0034】
図8は上記したプリチャージ後にそれが切れる過程でNAND6の出力PRCVが“0”から“1”に変化し、セルデータが“0”に確定するまでの遷移状態を示した波形図である。まず、PRCVがローレベル“0”でメモリセルがプリチャージされると、上記したセルデータ読み出しライン22のPREBITがハイレベル“1”になる。その後、PRCVがハイレベルに戻って、プリチャージが切れると、メモリセルを通してディスチャージが起こり、PREBITがハイレベルから最初は徐々にローレベルに落ちていくが、あるところまで下がると、上記した高速化回路30のトランジスタ17がオンになって、急峻にローレベルになる。PREBITが急速にローレベルになると、上記した記憶回路の出力であるVOTVはローレベルから急速に立上がり、直ぐにハイレベルになる。VOTVがハイレベルになると、セルデータが“0”に確定する。この時、トランジスタ8のソース側の電位であるBITも急速にローレベルに下降する。
【0035】
上記したように図2は制御回路1の詳細図であるが、本例では、NAND41、42、AND43の簡単な回路により、TE、PH1、PH2、FPH、ROMCSからPRE、ACTE2信号を作成し、これら信号により、プリチャージのオン、オフ及びラッチ15が制御されて、メモリセルからデータが読み出される。即ち、ROMCS、TEが“1”であるため、PH1が“1”で、FPHが“1”でNAND41が“0”の時、NAND42が“1”となって、PREが“1”で、プリチャージとなる。FPH、TE、PH2、ROMCSが“1”の時、AND43が“1”となって、ACTE2が“1”となる。尚、図3〜図6の詳細回路図の構成は従来と同じである。
【0036】
本実施の形態によれば、プリチャージが切れた後、PREBITが“0”方向に変化するような場合、高速化回路30により、ライン21を急速にローレベルとするため、プリチャージが切れてからセルデータが“0”に確定するまでの時間を大幅に短縮することができる。そのため、クロックドインバータ13出力のラッチ15のデータセットアップ時間を大幅に削減することができ、データ読み出しスピードを著しく向上させることができる。又、ビット線60の寄生容量CBITが大きくなったり、或いは低電圧動作時でも、高速化回路30により、MROM回路のデータ読み出し速度を早くすることができ、高速動作が要求されるマイクロコンピュータで使用することを可能とする。
【0037】
ここで、本例は従来回路に比較して、NOR18の回路閾値VTHC2とクロックドインバータ13の閾値VTHC1の閾値差を広げることにより、MROMデータ“0”の確定時間の時間調整を行うことができる。例えば、VTHC2≒VTHC1、VDD=3.0V、VTHP/N=H/L、Ta=85℃、CBIT=0.55pF(512KB相当)の条件で、6.4n秒分の確定時間を短縮することができる。更に、NOR18の閾値VTHC2>クロックドインバータ13の閾値VTHC1を設定することにより、高速化回路30の動作タイミングを早めてMROMデータ“0”の確定時間を大幅に短縮化できる。但し、高速化回路30の動作タイミングを余り早くすると、PREBIT線の僅かの変化で高速化回路30が動作してしまい、誤動作の恐れが出て来る。
【0038】
又、BIT信号、PREBIT信号の立ち下がりが急峻になるため、クロックドインバータ13のGNDレベルからの浮き時間を短時間とすることができ、この間のリーク電流を低減することができる。
【0039】
更に、制御回路1におけるPRE、ACTE2信号を作成する回路部分の規模を図3に示すように簡単化することができる。
【0040】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲において、具体的な構成、機能、作用、効果において、他の種々の形態によっても実施することができる。
【0041】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、セルデータ読み出しラインに高速化回路を挿入することにより、プリチャージが切れてからセルデータが“0”に確定するまでの時間を大幅短縮でき、同時にデータセットアップ時間を大幅に削減できるので、データ読み出しスピードを向上させることができる。更に、MROMデータのラッチ回路以降でのリーク電流を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のMROM回路の一実施の形態に係る構成を示したブロック図である。
【図2】図1に示した制御回路の詳細構成例を示した回路図である。
【図3】図1に示したCL7〜0発生回路の詳細構成例を示した回路図である。
【図4】図1に示したSELn〜0発生回路の詳細構成例を示した回路図である。
【図5】図1に示したWL7〜0発生回路の詳細構成例を示した回路図である。
【図6】図1に示したDIS1〜0発生回路の詳細構成例を示した回路図である。
【図7】図1に示したMROM回路の読み出し動作を示したタイミングチャートである。
【図8】図1に示したMROM回路のプリチャージとそれが切れる過程でのセルデータ確定までの動作を示した波形図である。
【図9】従来のNAND方式のMROM回路の構成例を示したブロック図である。
【図10】図9に示したMROM回路の読み出し動作を示したタイミングチャートである。
【図11】図9に示したMROM回路のプリチャージとそれが切れる過程でのセルデータ確定までの動作を示した波形図である。
【符号の説明】
1 制御回路
2 CL7〜0発生回路
3 SELn〜0発生回路
4 WL7〜0発生回路
5 DIS1〜0発生回路
6、12 NAND
7、8、9、10、11、91 トランジスタ
9−1、9−2、… メモリセル
13 クロックドインバータ
14 インバータ
15 MROMデータラッチ回路
16 出力バッファ
17 N型トランジスタ
18 NOR
21 プリチャージライン
22 セルデータ読み出しライン(PREBITライン)
30 高速化回路
60 ビットライン(BITライン)
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a NAND-type MROM circuit used in a microcomputer system, and more particularly to a cell data determination method for reading data from a selected cell.
[0002]
[Prior art]
FIG. 9 is a diagram showing a conventional circuit example of a NAND-type MROM circuit. The basic signals required in the NAND MROM circuit are a ROM address input signal IAn, a ROM data output signal IDB31, a read control signal RD, a chip select control signal ROMCS, and a stop state control signal TE. Further, in the case of a NAND MROM circuit in a microcomputer system, FPH, PH1, and PH2 of system clock groups are used.
[0003]
FIG. 10 is an operation timing chart of the NAND MROM circuit described above. The NAND-type MROM circuit operates in the order divided by the FPH of the system clock. The T1 period is the address determination / ROMCS determination period, the T2 period is the precharge period, the T3 period is the MROM data determination period, and the T4 period is the MROM data. The LATCH period and the T5 period operate in the order of the reading period to the system bus.
[0004]
The detailed operation of the NAND MROM circuit will be described below with reference to FIG. MROM circuit operation in the state where the stop state control signal TE is “1” and the system clocks FPH, PH1, PH2 (FIGS. 10A, 10B, 10C) are supplied to the control circuit 1. It becomes possible. At this time, a chip select control signal ROMCS (FIG. 10E) indicating a ROM address area created from the CPU address bus signal is input to the control circuit 1 separately. The chip select control signal ROMCS is also input to CL7-0 generation circuit 2 and DIS1-0 generation circuit 5.
[0005]
As a result, the control circuit 1 generates a precharge control signal PRE “1” (FIG. 10K), and outputs the signals HA0 to HA3 decoded from the ROM address input signal IAn (FIG. 10G). In this case, since the signal HA0 is “1”, the output PRCV of the NAND 6 becomes “0” (FIG. 10L), and the P-type transistor 7 is turned on. At this time, DIS0 generated from the generation circuit 5 of DIS1-0 is "0" (FIG. 10M), so the transistor 10 is off.
[0006]
On the other hand, at this time, the CL7-0 generating circuit 2 generates addresses CL0-CL7 from the ROM address input IAn signal (FIG. 10H), and the SELn-0 generating circuit 3 receives the select signals SEL0-SEL0 from the ROM address input signal IAn. SELn is generated (FIG. 10 (I)), and the WL7-0 generation circuit 4 generates word line signals WL0-WL7 from the ROM address input signal IAn (FIG. 10 (J)).
[0007]
In this example, since the address signal CL0 is “1” and the other CLs are “0”, the transistor 8 is turned on, and the SELn to 0 generation circuit 3 has the select signal SELn “1” and the other SEL0s Since it is “0”, the transistor 9 is turned on. At this time, the WL7-0 generation circuit 4 inputs the word signals WL0-WL7 to the transistor group of the memory cell 9-1 selected by SELn, and turns these transistors on and off.
[0008]
In this example, WL0 is “0”, the other WL is “1”, and there is connection data between the drain and source of the transistor 91 on the WL0 line. Turn on. As a result, VDD is applied to all of the transistor groups of the memory cell 9-1 through the transistors 7, 8, and 9. As a result, PREBIT of the drain line of the transistor 8 becomes “1”, and this “1” is held in the holding circuit including the NAND 12, the clocked inverter 13, and the inverter 14, thereby turning on the transistor 11.
[0009]
Thereafter, when the precharge control signal PRE becomes “0”, the output PRCV of the NAND 6 becomes “0”, the transistor 7 is turned off, and the signal DIS0 of the DIS1-0 generation circuit 5 becomes “1”. Thus, the transistor 10 is turned on. As a result, the charge of the BIT line is discharged through the transistor group of the memory cell 9-1 and the charge is discharged through the transistor 8, so that the PREBIT of the data read line becomes “0”. At this time, the VOTV level of the clocked inverter 13 changes from “0” to “1” when the discharge level of the PREBIT line transitions below the threshold value of the clocked inverter 13.
[0010]
Next, the read control signal RD is input to the control circuit 1 during the period T4, and ACTE2 becomes “1” (FIG. 10Q), and VOTV “1” held in the holding circuit described above (FIG. 10). (P)) is input to and held in the latch 15. Next, the IDBn read control signal CSRD generated by the control circuit 1 during the period T5 becomes “1”, and the latch 15 (inverted signal of VOTV) data “0” is output from the tristate buffer 16 to the IDB 31.
[0011]
FIG. 11 is a waveform diagram showing a transition state until the output PRCV of the NAND 6 changes from “0” to “1” and the cell data is determined to be “0” in the process in which it is cut off after the above-described precharge. First, when the memory cell is precharged when PRCV is at a low level “0”, PREBIT of the data read line is set at a high level “1”. Thereafter, when the PRCV returns to the high level and the precharge is terminated, the discharge occurs through the memory cell, and the PREBIT gradually falls from the high level to the low level.
[0012]
When PREBIT falls to a certain level, VOTV, which is the output of the holding circuit, rises from a low level, and VOTV goes to a high level. When VOTV goes high, the cell data is fixed to “0”. At this time, BIT, which is the potential on the drain side of the transistor 8, also gradually decreases to a low level. This tendency becomes prominent when the parasitic capacitance CBIT of the bit line 60 increases or operates at a low voltage, and the data reading speed of the MROM circuit becomes increasingly slower.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional NAND-type MROM circuit described above, in the transition state from when the precharge is terminated until the cell data is determined to be “0”, the falling of the BIT signal and PREBIT signal is slow as shown in FIG. Since the VOTV fixed time = 18.3 nsec and the delay amount are large, there is a problem that it cannot be used in a high-speed microcomputer system.
[0014]
In the conventional circuit example, since the fall of the PREBIT signal is gradual, the GND level float max = 0.5V and the VDD level float max = 0.5V of the input VOTV of the latch 15, and the clocked inverter of the holding circuit There was a problem that the leakage current after 13 increased.
[0015]
Further, in the conventional circuit example, since the rise of the output VOTV of the clocked inverter 13 of the holding circuit is gentle, there is a problem that the data setup time of the latch 15 is greatly reduced.
[0016]
The conventional NAND system circuit example described above has a fatal problem that the speed is significantly inferior to about 1/4 of the NOR system MROM circuit.
[0017]
The present invention has been made in order to solve the above-described conventional problems, and its purpose is to greatly shorten the time until the cell data “0” is determined after the precharge is completed and to greatly increase the data setup time. An object of the present invention is to provide an MROM circuit and a cell data determination method capable of realizing reduction, improving the operation speed, and suppressing leakage current.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that after precharging a selected cell among a plurality of cells, cell data is read from the selected cell by a BIT signal by stopping the precharge. in MROM circuit NAND type, is connected to the cell data read line connected to the transistor for selecting the cell, the cell data read line when changing from the high level to the low level, pull out charges from the cell data read line A speed-up circuit, and a holding circuit for holding a PREBIT signal, which is a potential on the cell data read line , wherein the speed-up circuit controls the precharge signal and the cell data read line. a NOR circuit which takes the NOR of the above signal, the cell data read And is composed of a transistor which is turned on and off by the output of the NOR circuit is inserted between the line and the ground potential, operates other than the precharge period and outputs the PREBIT signal to the cell data readout line, said holding circuit Includes a clocked inverter that selectively inverts the PREBIT signal, an inverter that inverts an output from the clocked inverter, a NAND circuit that takes a NAND of the selection signal and the output of the inverter, and an output of the NAND circuit by being constituted by an on-off and the transistor for supplying said PREBIT signal to the cell data readout line, the circuit threshold value of the NOR circuit is the circuit threshold value or more of said clocked inverter of said holding circuit of said PREBIT signal There is.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration according to an embodiment of an MROM circuit of the present invention. The MROM circuit of this example includes a control circuit 1, CL7-0 generation circuit 2, SELn-0 generation circuit 3, WL7-0 generation circuit 4, DIS1-0 generation circuit 5, NAND6, transistors 7, 8, and memory cell 9- 1, 9-2,..., Transistors 10 and 11, a clocked inverter 13 that constitutes a signal holding circuit, an inverter 14, a NAND 12, an MROM data latch circuit 15, an output buffer 16, and a speed-up circuit 30. The speed-up circuit 30 includes a NOR 18 and an N-type transistor 17, and is connected to a cell data read line (PREBIT line) 22 and a precharge line 21.
[0024]
The detailed configuration examples of the control circuit 1, CL7-0 generation circuit 2, SELn-0 generation circuit 3, WL7-0 generation circuit 4, and DIS1-0 generation circuit 5 shown in FIG. 4, 5, and 6.
[0025]
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to the timing chart of FIG. The NAND-type MROM circuit operates in the order divided by the system clock FPH (FIG. 7A). The T1 period is the address determination / ROMCS determination period, the T2 period is the precharge period, and the T3 period is the MROM data determination. The period T4 operates in the order of the MROM data LATCH period, and the period T5 reads in the system bus reading period.
[0026]
In the state where the stop state control signal TE is “1” and the system clocks FPH, PH1, and PH2 are supplied to the control circuit 1 as shown in FIGS. 7 (A), (B), and (C), the MROM Circuit operation becomes possible. At this time, a chip select control signal ROMCS (FIG. 7E) indicating a ROM address area generated from the CPU address bus signal is input to the control circuit 1 separately. This chip select control signal ROMCS is also input to CL7-0 generating circuit 2 and DIS1-0 generating circuit 5.
[0027]
As a result, the control circuit 1 generates a precharge control signal PRE “1” (FIG. 7K) and outputs the signals HA0 to HA3 decoded from the ROM address input signal IAn. In this case, since the signal HA0 is “1”, the output PRCV (FIG. 7L) of the NAND 6 becomes “0”, and the P-type transistor 7 is turned on. At this time, DIS0 generated from the generation circuit 5 of DIS1-0 is "0", so that the transistor 10 is off.
[0028]
On the other hand, CL7-0 generating circuit 2 generates addresses CL0-CL7 (FIG. 7H) from ROM address input signal IAn, and SELn-0 generating circuit 3 selects select signals SEL0-SEL0 from ROM address input signal IAn. SELn (FIG. 7 (I)) is generated, and WL7-0 generation circuit 4 generates word line signals WL0-WL7 (FIG. 7 (J)) from ROM address input signal IAn.
[0029]
In this example, since the address signal CL0 is “1” and the other CLs are “0”, the transistor 8 is turned on, and the SELn to 0 generation circuit 3 has the select signal SELn “1” and the other SEL0s Since it is “0”, the transistor 9 is turned on. At this time, the WL7-0 generation circuit 4 inputs the word signals WL0-WL7 to the transistor group of the memory cell 9-1 selected by SELn, and turns these transistors on and off.
[0030]
In this example, WL0 is “0”, the other WL is “1”, and there is connection data between the drain and source of the transistor 91 on the WL0 line. Turn on. As a result, VDD is applied to all of the transistor groups of the memory cell 9-1 through the transistors 7, 8, and 9. Therefore, PREBIT (FIG. 7 (O)) of the drain line of the transistor 8 becomes “1”, and this “1” is held in the holding circuit including the NAND 12, the clocked inverter (receiving circuit) 13, and the inverter 14. Thereby, the transistor 11 is turned on.
[0031]
Thereafter, when the precharge control signal PRE becomes “0”, the output PRCV of the NAND 6 becomes “0”, the transistor is turned off, and the signal DIS0 of the DIS1-0 generation circuit 5 becomes “1”. The transistor 10 is turned on. As a result, the charge of the BIT line is discharged through the transistor group of the memory cell 9-1 and the charge is discharged through the transistor 8, so that the PREBIT of the memory cell data read line becomes “0”. At this time, the VOTV level of the clocked inverter 13 changes from “0” to “1” when the discharge level of the PREBIT line transitions below the threshold value of the NOR 18 of the speed-up circuit 30.
[0032]
Next, the read control signal RD (FIG. 7F) is input to the control circuit 1 during the period T4, and ACTE2 (FIG. 7R) becomes “1”, and is held in the memory circuit described above. VOTV (FIG. 7 (Q)) “1” is input to the latch 15 and held. Next, the IDBn read control signal CSRD (FIG. 7 (S)) generated by the control circuit 1 during the period T5 becomes “1”, and the latch 15 (VOTV inversion signal) data “0” is received from the tristate buffer 16. It is output to IDB31.
[0033]
Here, the operation of the high speed circuit 30 will be described. During the precharge period, the input connected to the cell data read line 22 of the NOR 18 of the acceleration circuit 30 is “1”, and the input connected to the line 21 is also “1”. It is. Therefore, the transistor 17 is turned off and does not affect the above operation. Thereafter, when the precharge is terminated, the input connected to the line 21 of the NOR 18 becomes “0”, but the input connected to the cell data read line 22 reads “0” from the selected memory cell. When it is done, it becomes “0”. As a result, the output CNT of the NOR 18 becomes “1”, the transistor 17 is turned on, and the line 22 is rapidly brought to a low level. When “1” is read from the memory cell, the CNT that is the output of the NOR 18 remains “0”, so that the transistor 17 is kept off.
[0034]
FIG. 8 is a waveform diagram showing a transition state until the output PRCV of the NAND 6 changes from “0” to “1” and the cell data is determined to be “0” in the process where it is cut off after the above-described precharge. First, when the memory cell is precharged when PRCV is low level “0”, PREBIT of the cell data read line 22 becomes high level “1”. After that, when the PRCV returns to the high level and the precharge is cut off, the discharge occurs through the memory cell, and the PREBIT gradually falls from the high level to the low level at first. The transistor 17 of the circuit 30 is turned on and suddenly goes to a low level. When PREBIT goes to a low level rapidly, VOTV, which is the output of the memory circuit, rises rapidly from the low level and immediately goes to a high level. When VOTV goes high, the cell data is fixed to “0”. At this time, BIT that is the potential on the source side of the transistor 8 also rapidly drops to a low level.
[0035]
As described above, FIG. 2 is a detailed diagram of the control circuit 1, but in this example, PRE, ACTE2 signals are created from TE, PH1, PH2, FPH, ROMCS by a simple circuit of NAND41, 42, AND43, By these signals, precharge on / off and latch 15 are controlled, and data is read from the memory cell. That is, since ROMCS and TE are “1”, when PH1 is “1”, FPH is “1” and NAND41 is “0”, NAND42 is “1” and PRE is “1”. Precharge. When FPH, TE, PH2, and ROMCS are “1”, AND 43 is “1” and ACTE 2 is “1”. 3 to 6 is the same as the conventional circuit diagram.
[0036]
According to the present embodiment, when PREBIT changes in the “0” direction after the precharge is cut off, the line 21 is rapidly set to the low level by the speed-up circuit 30, so the precharge is cut off. From this time, the time until the cell data is determined to be “0” can be greatly shortened. Therefore, the data setup time of the latch 15 of the clocked inverter 13 output can be greatly reduced, and the data reading speed can be remarkably improved. Further, even when the parasitic capacitance CBIT of the bit line 60 is increased or the operation is performed at a low voltage, the data read speed of the MROM circuit can be increased by the high-speed circuit 30 and used in a microcomputer that requires high-speed operation. It is possible to do.
[0037]
Here, in this example, the time difference of the fixed time of the MROM data “0” can be adjusted by increasing the threshold difference between the circuit threshold value VTHC2 of the NOR 18 and the threshold value VTHC1 of the clocked inverter 13 as compared with the conventional circuit. . For example, under the conditions of VTHC2≈VTHC1, VDD = 3.0V, VTHP / N = H / L, Ta = 85 ° C., CBIT = 0.55pF (equivalent to 512KB), the fixed time for 6.4n seconds should be shortened. Can do. Furthermore, by setting the threshold value VTHC2 of NOR18> the threshold value VTHC1 of the clocked inverter 13, the operation timing of the high-speed circuit 30 can be advanced and the determination time of the MROM data “0” can be greatly shortened. However, if the operation timing of the speed-up circuit 30 is made too early, the speed-up circuit 30 is operated by a slight change in the PREBIT line, which may cause a malfunction.
[0038]
Further, since the fall of the BIT signal and PREBIT signal becomes steep, the floating time from the GND level of the clocked inverter 13 can be shortened, and the leakage current during this period can be reduced.
[0039]
Furthermore, the scale of the circuit portion for creating the PRE and ACTE2 signals in the control circuit 1 can be simplified as shown in FIG.
[0040]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, In the range which does not deviate from the summary, it can implement also with another various form in a concrete structure, a function, an effect | action, and an effect.
[0041]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, by inserting a speed-up circuit in the cell data read line, the time until the cell data is determined to be “0” after the precharge is cut off can be greatly shortened. At the same time, since the data setup time can be greatly reduced, the data reading speed can be improved. Furthermore, the leakage current after the latch circuit of the MROM data can be suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration according to an embodiment of an MROM circuit of the present invention.
2 is a circuit diagram showing a detailed configuration example of a control circuit shown in FIG. 1; FIG.
3 is a circuit diagram showing a detailed configuration example of a CL7-0 generation circuit shown in FIG. 1; FIG.
4 is a circuit diagram showing a detailed configuration example of a SELn to 0 generation circuit shown in FIG. 1; FIG.
5 is a circuit diagram showing a detailed configuration example of the WL7-0 generation circuit shown in FIG. 1; FIG.
6 is a circuit diagram showing a detailed configuration example of a DIS1-0 generation circuit shown in FIG. 1; FIG.
7 is a timing chart showing a read operation of the MROM circuit shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 8 is a waveform diagram showing operations up to cell data determination in the process of precharging the MROM circuit shown in FIG.
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration example of a conventional NAND MROM circuit.
10 is a timing chart showing a read operation of the MROM circuit shown in FIG. 9;
11 is a waveform diagram showing an operation until pre-charging of the MROM circuit shown in FIG. 9 and cell data determination in the process of cutting off.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Control circuit 2 CL7-0 generation circuit 3 SELn-0 generation circuit 4 WL7-0 generation circuit 5 DIS1-0 generation circuit 6, 12 NAND
7, 8, 9, 10, 11, 91 Transistors 9-1, 9-2,... Memory cell 13 Clocked inverter 14 Inverter 15 MROM data latch circuit 16 Output buffer 17 N-type transistor 18 NOR
21 Precharge line 22 Cell data read line (PREBIT line)
30 High-speed circuit 60 Bit line (BIT line)

Claims (2)

複数のセルの中の選択したセルをプリチャージした後、前記プリチャージを停止することにより、前記選択したセルからBIT信号によってセルデータを読み出すNAND方式のMROM回路において、
前記セルを選択するトランジスタに接続したセルデータ読み出しラインに接続され、前記セルデータ読み出しラインがハイレベルからローレベルに変化する際に、当該セルデータ読み出しラインから電荷を引き抜く高速化回路と、
セルデータ読み出しライン上の電位であるPREBIT信号を保持するための保持回路と、を具備し、
前記高速化回路が、前記プリチャージを制御するプリチャージ信号と前記セルデータ読み出しライン上の信号のNORを取るNOR回路と、前記セルデータ読み出しラインと接地電位の間に挿入されて前記NOR回路の出力によりオンオフされるトランジスタとで構成され、プリチャージ期間以外に動作して前記セルデータ読み出しラインへ前記PREBIT信号を出力し、
前記保持回路が、前記PREBIT信号を選択的に反転するクロックドインバータと、前記クロックドインバータよりの出力を反転するインバータと、選択信号と前記インバータの出力とのNANDを取るNAND回路と、前記NAND回路の出力によってオン・オフして前記PREBIT信号を前記セルデータ読み出しラインへ供給するトランジスタとで構成され、
前記NOR回路の回路閾値が、前記PREBIT信号の前記保持回路の前記クロックドインバータの回路閾値以上であることを特徴とするMROM回路。
In a NAND-type MROM circuit that reads out cell data from the selected cell by a BIT signal by precharging the selected cell of the plurality of cells and then stopping the precharging.
Is connected to the cell data read line connected to the transistor for selecting the cell, when the cell data read line is changed from high level to low level, and high speed circuit to pull charge from the cell data read line,
A holding circuit for holding a PREBIT signal that is a potential on the cell data read line;
The speed circuit, a NOR circuit which takes the NOR precharge signal and the cell data readout line on signal for controlling the pre-charge, of the NOR circuit is inserted between the cell data readout line and a ground potential A transistor that is turned on and off by an output, operates outside the precharge period, and outputs the PREBIT signal to the cell data read line ;
The holding circuit selectively inverts the PREBIT signal, an inverter that inverts an output from the clocked inverter, a NAND circuit that takes a NAND of a selection signal and the output of the inverter, and the NAND A transistor that turns on and off according to the output of the circuit and supplies the PREBIT signal to the cell data read line;
The circuit threshold value of the NOR circuit, MROM circuit wherein said PREBIT is signal the holding circuit and the clocked inverter circuit above the threshold of.
前記高速化回路の動作タイミングを早めて前記BIT信号、PREBIT信号の確定時間を大幅に短縮したことを特徴とする請求項1に記載のMROM回路。2. The MROM circuit according to claim 1, wherein the determination timing of the BIT signal and PREBIT signal is significantly shortened by advancing the operation timing of the speed-up circuit.
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