JP3528927B2 - Semiconductor storage device - Google Patents
Semiconductor storage deviceInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ビット長Nでワード数
Mのデータを記憶するメモリマトリックスを構成する各
メモリセル毎に設けた照合回路によるディスチャージ
が、プリチャージされていたマッチ線になされたか否か
検出することで、ビット線に入力されるビットパターン
の検索ワードデータと、メモリマトリックスのワード行
に記憶されるビットパターンの記憶ワードデータとの照
合結果を得るようにした半導体記憶装置に係り、特に、
検索動作時の電源線に流れるピーク最大電流をより小さ
くすることで、大電流による電源線への負担を軽減した
り、電源ノイズの強度を減少することができる半導体記
憶装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention applies a discharge to a match line which has been precharged by a matching circuit provided for each memory cell forming a memory matrix for storing data of a word length M with a bit length N. In the semiconductor memory device, it is possible to obtain the matching result between the search word data of the bit pattern input to the bit line and the stored word data of the bit pattern stored in the word row of the memory matrix by detecting whether or not Staff, especially,
The present invention relates to a semiconductor memory device capable of reducing the load on a power supply line due to a large current and reducing the intensity of power supply noise by reducing the peak maximum current flowing through the power supply line during a search operation.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、その集積度の向上や組み込む論理
回路の設計等、様々な設計技術の進歩等によって、様々
な分野でデジタル回路技術が用いられるようになってい
る。このようなデジタル回路技術では、CPU(centra
l processing unit )等の演算やデータ処理等を行うも
のだけでなく、RAM(random access memory)等の半
導体記憶装置やハードディスク装置等の外部記憶装置に
ついても、例えば集積度等の面で飛躍的な進歩が見ら
れ、又様々な分野で用いられるようになっている。2. Description of the Related Art In recent years, digital circuit technology has come to be used in various fields due to various design technologies such as improvement in the degree of integration and design of logic circuits to be incorporated. In such digital circuit technology, CPU (centra
l processing unit) and other data processing, etc., as well as semiconductor memory devices such as RAM (random access memory) and external memory devices such as hard disk devices. Advances have been made and are being used in various fields.
【0003】例えば、データベースにおけるデータ処
理、又様々な信号処理や画像処理では、その処理中に多
量のデータを取り扱うことが多く、又、処理中のデータ
に対するアクセス回数も多くなる傾向がある。例えば、
データベースにおけるデータ処理では、半導体記憶装置
に記憶されているデータに対して、頻繁にデータ検索が
行われるものである。従って、このような処理を行うデ
ジタル処理装置では、用いる記憶装置自体の構成や性
能、該記憶装置の利用方法は、当該デジタル処理装置全
体の性能に大きな影響を与えるものとなっている。For example, in data processing in a database, various signal processing and image processing, a large amount of data is often handled during the processing, and the number of accesses to the data being processed tends to increase. For example,
In the data processing in the database, the data stored in the semiconductor memory device is frequently searched for. Therefore, in a digital processing device that performs such processing, the configuration and performance of the storage device itself and the method of using the storage device have a great influence on the performance of the entire digital processing device.
【0004】このため、半導体記憶装置自体に、データ
ベースにおけるデータ処理において頻繁に行われる、デ
ータ検索機能を備えるようにしたものが、近年多く用い
られるようになっている。この半導体記憶装置は、ビッ
ト長Nでワード数Mのデータを記憶するメモリマトリッ
クスを構成する各メモリセル毎に設けた照合回路による
ディスチャージが、プリチャージされたマッチ線になさ
れたか否か検出することで、ビット線に入力されるビッ
トパターンの検索ワードデータと、メモリマトリックス
のワード行に記憶されるビットパターンの記憶ワードデ
ータとの照合結果を得るようにしたものである。以降、
このような半導体記憶装置を、検索機能付半導体記憶装
置と称する。For this reason, the semiconductor memory device itself, which is provided with a data search function that is frequently performed in data processing in a database, has been widely used in recent years. This semiconductor memory device detects whether a precharged match line has been discharged by a matching circuit provided for each memory cell forming a memory matrix that stores data of a word length M with a bit length N. Then, the collation result of the search data of the bit pattern input to the bit line and the stored word data of the bit pattern stored in the word row of the memory matrix is obtained. Or later,
Such a semiconductor memory device is called a semiconductor memory device with a search function.
【0005】図8は、従来から用いられている前記検索
機能付半導体記憶装置のメモリマトリックスの回路図で
ある。FIG. 8 is a circuit diagram of a memory matrix of the semiconductor memory device with a search function which has been conventionally used.
【0006】この図8に示される検索機能付半導体記憶
装置のメモリマトリックスは、ビット長Nでワード数M
のデータを記憶するものである。従って、1ビットのビ
ットデータを記憶するメモリセルM11〜MMNは、合
計(M×N)個用いられている。又、これらメモリセル
M11〜MMNそれぞれは、ビット線対Bn 及び(Bn
バー)と、ワード線Wm と、検索イネーブル線ENm
と、マッチ線MCHm を入力あるいは出力する。The memory matrix of the semiconductor memory device with a search function shown in FIG. 8 has a bit length N and a word number M.
The data of is stored. Therefore, a total of (M × N) memory cells M11 to MMN that store 1-bit bit data are used. Each of the memory cells M11 to MMN has a bit line pair Bn and (Bn
Bar), word line Wm, and search enable line ENm
And the match line MCHm is input or output.
【0007】又、このようなメモリセルM11〜MMN
は、図示される如く、マトリックス状に配列され、合計
N個の同一ワード行のものは、前記ワード線Wm 及び前
記検索イネーブル線ENm 及び前記マッチ線MCHm が
共通となっている。又、合計M個の同一ビット列のもの
については、前記ビット線対Bn 及び(Bn バー)が共
通となっている。Further, such memory cells M11 to MMN
Are arranged in a matrix as shown in the drawing, and the word lines Wm, the search enable lines ENm, and the match lines MCHm are common to the N word lines in total. Further, the bit line pairs Bn and (Bn bar) are common to all of the same M bit strings.
【0008】図9は、前記従来の検索機能付半導体記憶
装置に用いられるメモリセルの回路図である。FIG. 9 is a circuit diagram of a memory cell used in the conventional semiconductor memory device with a search function.
【0009】この図9に示されるメモリセルは、前記図
8に示した検索機能付半導体記憶装置に用いられる前記
メモリセルM11〜MMNの1つ(以降、メモリセルM
と称する)である。該メモリセルMは、合計2個のイン
バータゲートI1及びI2と、合計6個のNチャネルM
OSトランジスタT1〜T6によって構成されている。The memory cell shown in FIG. 9 is one of the memory cells M11 to MMN used in the semiconductor memory device with a search function shown in FIG.
It is called). The memory cell M includes a total of two inverter gates I1 and I2 and a total of six N-channels M.
It is composed of OS transistors T1 to T6.
【0010】まず、前記インバータゲートI1及びI2
は、互いに、一方の出力が他方の出力へと接続され、ビ
ットデータが保持されるようになっている。又、前記N
チャネルMOSトランジスタT1及びT2のそれぞれの
ゲートは、前記ワード線Wmに接続されている。前記N
チャネルMOSトランジスタT4及びT6のそれぞれの
ゲートは、前記検索イネーブル線ENm に接続されてい
る。前記NチャネルMOSトランジスタT3のゲート
は、前記インバータゲートI1の入力側に接続されてい
る。前記NチャネルMOSトランジスタT5のゲート
は、前記インバータゲートI1の出力に接続されてい
る。First, the inverter gates I1 and I2
Are connected to each other so that one output is connected to the other output to hold bit data. Also, the N
The gates of the channel MOS transistors T1 and T2 are connected to the word line Wm. The N
The gates of the channel MOS transistors T4 and T6 are connected to the search enable line ENm. The gate of the N-channel MOS transistor T3 is connected to the input side of the inverter gate I1. The gate of the N-channel MOS transistor T5 is connected to the output of the inverter gate I1.
【0011】このような前記メモリセルMにおいて、ま
ず、ビットデータ書込みに際しては、前記ワード線Wm
をH状態とする。これによって、前記NチャネルMOS
トランジスタT1及びT2はいずれもオンとなる。これ
と共に、前記ビット線対Bn及び(Bn バー)から書き
込むビットデータを入力することで、これを前記インバ
ータゲートI1及びI2にて保持することができる。In the memory cell M as described above, first, when writing bit data, the word line Wm is written.
To the H state. As a result, the N-channel MOS
Both the transistors T1 and T2 are turned on. At the same time, by inputting bit data to be written from the bit line pair Bn and (Bn bar), this can be held by the inverter gates I1 and I2.
【0012】又、前記メモリセルMにおいて、これに保
持されているビットデータの読出しに際しては、前記ワ
ード線Wm をH状態とする。これによって、前記Nチャ
ネルMOSトランジスタT1及びT2がいずれもオン状
態となり、保持されているビットデータは前記ビット線
対Bn 及び(Bn バー)から読み出すことができる。When reading the bit data held in the memory cell M, the word line Wm is set to the H state. As a result, the N-channel MOS transistors T1 and T2 are both turned on, and the held bit data can be read from the bit line pair Bn and (Bn bar).
【0013】なお、この図9に示されるようなメモリセ
ルの前記インバータゲートI1及びI2に関して、前記
ビット線Bn 側、即ち前記インバータゲートI1の入力
がH状態に保持され、又、前記ビット線(Bn バー)
側、即ち前記インバータゲートI1の出力がL状態に保
持されている場合、このような状態を、以降、「前記イ
ンバータゲートI1及びI2にH状態(“1”)が保持
されている」と称する。これは、前記インバータゲート
I1及びI2に関して、前記ビット線Bn 側が、H状態
であることに着目したものである。一方、これらインバ
ータゲートI1及びI2について、前記ビット線Bn 側
がL状態に保持され、且つ前記ビット線(Bn バー)側
がH状態に保持されている場合、このような状態を、以
降、「前記インバータゲートI1及びI2にL状態
(“0”)が保持されている」と称する。Regarding the inverter gates I1 and I2 of the memory cell as shown in FIG. 9, the bit line Bn side, that is, the input of the inverter gate I1 is held in the H state, and the bit line ( Bn bar)
When the side, that is, the output of the inverter gate I1 is held in the L state, such a state is hereinafter referred to as "the H state (" 1 ") is held in the inverter gates I1 and I2". . This is because the bit lines Bn side of the inverter gates I1 and I2 is in the H state. On the other hand, regarding the inverter gates I1 and I2, when the bit line Bn side is held in the L state and the bit line (Bn bar) side is held in the H state, such a state will be referred to as “the inverter The L state (“0”) is held in the gates I1 and I2. ”
【0014】又、前記ビット線対Bn 及び(Bn バー)
に関しては、前記ビット線Bn がH状態で、且つ、前記
ビット線(Bn バー)がL状態となる状態を、以降、
「前記ビット線対Bn 及び(Bn バー)がH状態」と称
する。これは、前記ビット線対Bn 及び(Bn バー)に
ついて、前記ビット線Bn がH状態であることに着目し
たものである。一方、前記ビット線対Bn 及び(Bn バ
ー)に関して、前記ビット線Bn がL状態で且つ前記ビ
ット線(Bn バー)がH状態の場合、このような状態
を、以降、「前記ビット線対Bn 及び(Bn バー)がL
状態」と称する。The bit line pair Bn and (Bn bar)
With respect to the above, the state in which the bit line Bn is in the H state and the bit line (Bn bar) is in the L state is described below.
This is called "the bit line pair Bn and (Bn bar) is in the H state". This is because the bit line Bn is in the H state for the bit line pair Bn and (Bn bar). On the other hand, regarding the bit line pair Bn and (Bn bar), when the bit line Bn is in the L state and the bit line (Bn bar) is in the H state, such a state will be referred to as "the bit line pair Bn." And (Bn bar) is L
"State".
【0015】この図9において、このようなメモリセル
Mにおけるビットデータの検索、即ち、前記インバータ
ゲートI1及びI2等によって保持されているビットデ
ータと、前記ビット線対Bn 及び(Bn バー)から入力
されるビットデータとの照合は、次のように行われる。In FIG. 9, the bit data in the memory cell M is searched, that is, the bit data held by the inverter gates I1 and I2 and the bit line pair Bn and (Bn bar) are input. The collation with the bit data to be performed is performed as follows.
【0016】即ち、該照合にあたって、まず、前記ワー
ド線Wm 及び前記検索イネーブル線ENm はL状態のま
まとしておき、前記マッチ線MCHm をH状態にプリチ
ャージする。このプリチャージは、前記マッチ線MCH
m を電源線へと接続した後、フローティング状態とする
というものである。このようなプリチャージによって、
該マッチ線MCHm の論理状態は、該マッチ線MCHm
に蓄積された電荷によって、H状態に保持される。That is, in the matching, first, the word line Wm and the search enable line ENm are left in the L state, and the match line MCHm is precharged to the H state. This precharge is based on the match line MCH
After connecting m to the power supply line, it is put in a floating state. By such precharge,
The logical state of the match line MCHm is the match line MCHm.
It is held in the H state by the electric charge accumulated in.
【0017】このようなプリチャージに対して、一方、
前記ビット線対Bn 及び(Bn バー)に対しては、照合
されるビットデータが入力される。このようなビットデ
ータ入力に際して、前記ワード線Wm はL状態のままで
あり、前記検索イネーブル線ENm もL状態のままであ
るため、入力されたビットデータは、前記インバータゲ
ートI1及びI2に保持されるビットデータや、プリチ
ャージされている前記マッチ線MCHm に対して影響を
与えない。Against such precharge, on the other hand,
Bit data to be collated is input to the bit line pair Bn and (Bn bar). Upon inputting such bit data, the word line Wm remains in the L state and the search enable line ENm also remains in the L state, so the input bit data is held in the inverter gates I1 and I2. It does not affect the bit data to be stored or the precharged match line MCHm.
【0018】前記プリチャージが完了し、且つ、前記ビ
ット線対Bn 及び(Bn バー)へとビットデータを入力
した後に、前記検索イネーブル線ENm をH状態とす
る。該検索イネーブル線ENm をH状態とすることで、
前記NチャネルMOSトランジスタT4及びT6がいず
れもオン状態となる。又、前記NチャネルMOSトラン
ジスタT3あるいはT5のいずれか一方は、前記インバ
ータゲートI1及びI2に保持されているビットデータ
に従ってオン状態となる。即ち、これらインバータゲー
トI1及びI2によってH状態(“1”)のビットデー
タが保持されている場合、前記NチャネルMOSトラン
ジスタT3がオン状態となる。一方、これらインバータ
ゲートI1及びI2によってL状態(“0”)のビット
データが保持されている場合、前記NチャネルMOSト
ランジスタT5がオン状態となる。After the precharge is completed and bit data is input to the bit line pair Bn and (Bn bar), the search enable line ENm is set to the H state. By setting the search enable line ENm to the H state,
Both the N-channel MOS transistors T4 and T6 are turned on. Further, either one of the N-channel MOS transistors T3 or T5 is turned on according to the bit data held in the inverter gates I1 and I2. That is, when the bit data in the H state (“1”) is held by the inverter gates I1 and I2, the N channel MOS transistor T3 is turned on. On the other hand, when bit data in the L state (“0”) is held by these inverter gates I1 and I2, the N-channel MOS transistor T5 is turned on.
【0019】従って、このように前記検索イネーブル線
ENm がH状態となると、前記インバータゲートI1及
びI2にて保持されるビットデータと、前記ビット線対
Bn及び(Bn バー)にて入力されるビットデータとが
一致する場合、前記マッチ線MCHm にプリチャージさ
れているH状態はH状態のままとなる。Therefore, when the search enable line ENm is in the H state in this way, the bit data held by the inverter gates I1 and I2 and the bit input by the bit line pair Bn and (Bn bar) are input. When the data matches the data, the H state precharged to the match line MCHm remains the H state.
【0020】例えば、前記インバータゲートI1及びI
2にH状態(“1”)が保持されており、前記ビット線
対Bn 及び(Bn バー)からH状態が入力された場合、
前記NチャネルMOSトランジスタT3及びT4がいず
れもオンとなり、前記マッチ線MCHm はH状態の前記
ビット線Bn へと接続されるので、該マッチ線MCHm
はH状態のままとなる。一方、前記インバータゲートI
1及びI2にL状態(“0”)が保持されており、且
つ、前記ビット線対Bn 及び(Bn バー)からL状態が
入力された場合には、前記NチャネルMOSトランジス
タT5及びT6がいずれもオン状態となり、前記マッチ
線MCHm はH状態となっている前記ビット線(Bn バ
ー)へと接続され、該マッチ線MCHm はH状態のまま
となる。For example, the inverter gates I1 and I
If the H state (“1”) is held in 2 and the H state is input from the bit line pair Bn and (Bn bar),
Since both the N-channel MOS transistors T3 and T4 are turned on and the match line MCHm is connected to the bit line Bn in the H state, the match line MCHm
Remains in the H state. Meanwhile, the inverter gate I
When the L state (“0”) is held in 1 and I2 and the L state is input from the bit line pair Bn and (Bn bar), the N channel MOS transistors T5 and T6 are Is also turned on, the match line MCHm is connected to the bit line (Bn bar) in the H state, and the match line MCHm remains in the H state.
【0021】一方、前記インバータゲートI1及びI2
にて保持されているビットデータと、前記ビット線対B
n 及び(Bn バー)から入力されるビットデータとが不
一致の場合、前記マッチ線MCHm はディスチャージさ
れ、L状態となる。On the other hand, the inverter gates I1 and I2
The bit data held by the bit line pair B
When the bit data input from n and (Bn bar) do not match, the match line MCHm is discharged and becomes L state.
【0022】例えば、前記インバータゲートI1及びI
2にL状態が保持されており、前記ビット線対Bn 及び
(Bn バー)からH状態が入力された場合には、前記N
チャネルMOSトランジスタT5及びT6がいずれもオ
ン状態となり、前記マッチ線MCHm はL状態の前記ビ
ット線(Bn バー)へと接続され、該マッチ線MCHm
はL状態にディスチャージされる。又、前記インバータ
ゲートI1及びI2にH状態が保持されており、前記ビ
ット線対Bn 及び(Bn バー)にL状態が入力された場
合には、前記NチャネルMOSトランジスタT3及びT
4がいずれもオン状態となり、前記マッチ線MCHm は
L状態の前記ビット線Bn に接続され、該マッチ線MC
Hm はL状態にディスチャージされる。For example, the inverter gates I1 and I
2 is held in the L state and the H state is input from the bit line pair Bn and (Bn bar), the N state is input.
The channel MOS transistors T5 and T6 are both turned on, the match line MCHm is connected to the bit line (Bn bar) in the L state, and the match line MCHm is connected.
Is discharged to the L state. Further, when the inverter gates I1 and I2 are kept in the H state and the bit line pair Bn and (Bn bar) is inputted in the L state, the N-channel MOS transistors T3 and T3.
4 are turned on, the match line MCHm is connected to the bit line Bn in the L state, and the match line MC
Hm is discharged to the L state.
【0023】以上説明したような検索機能付半導体記憶
装置によれば、ビット線に入力されるビットパターンの
検索ワードデータと、メモリマトリックスのワード行に
記憶されるビットパターンの記憶ワードデータとの照合
を、多数のワードについて並行照合することができる。According to the semiconductor memory device with a search function as described above, the search word data of the bit pattern input to the bit line is collated with the storage word data of the bit pattern stored in the word row of the memory matrix. Can be matched in parallel for many words.
【0024】例えば、前記図8に示した検索機能付半導
体記憶装置では、ビット線対(B1−(B1バー))〜
(Bn −(Bn バー))へと検索ワードデータを入力し
ながら、全ての前記検索イネーブル線EN1〜ENMを
同時にH状態とすることで、合計M個の全てのワードそ
れぞれに記憶されているワードデータを、入力される前
記検索ワードデータと一斉に照合することができる。
又、この照合結果は、前記マッチ線MCH1〜MCHm
から得ることができる。For example, in the semiconductor memory device with search function shown in FIG. 8, bit line pairs (B1- (B1 bar)) to
By inputting the search word data to (Bn- (Bn bar)), all the search enable lines EN1 to ENM are simultaneously set to the H state, so that the words stored in all the M words in total are stored. The data can be collated with the input search word data all at once.
In addition, this matching result is the match lines MCH1 to MCHm.
Can be obtained from
【0025】[0025]
【発明が達成しようとする課題】しかしながら、前述の
従来の検索機能付半導体記憶装置においては、入力され
る検索ワードデータとの照合が不一致となったワード行
の、マッチ線のディスチャージが一斉に行われるため、
このようなディスチャージに要する電流が、一時期に集
中して電源線に流れてしまっていた。このため、電源線
には、ほぼ瞬間的に、大きな電流が流れることとなって
しまっていた。However, in the above-described conventional semiconductor memory device with a search function, the match lines of the word lines that do not match the input search word data are discharged all at once. Because
The current required for such discharge was concentrated on the power supply line for a period of time. For this reason, a large current would flow through the power supply line almost instantaneously.
【0026】このように電源線に流れる電流が一時期に
集中してしまうと、大電流によって電源線に負担がかか
ってしまう。例えば、電源線がその大電流によるジュー
ル熱によって発熱し、断線等の損傷を受けてしまう恐れ
がある。又、このような損傷を防ぐために、従来は電源
線の断面積を大きくするようにしていたが、このように
電源線を太くしてしまうと、その半導体記憶装置の集積
度を低下させてしまうという問題がある。更に、このよ
うに電流が電源線に一時期に集中して流れると、電源ノ
イズの強度が増大してしまうという問題もある。If the current flowing through the power supply line is concentrated for a period of time as described above, a large current will burden the power supply line. For example, there is a risk that the power supply line will generate heat due to Joule heat due to the large current, and will be damaged by disconnection or the like. Further, in order to prevent such damage, the cross-sectional area of the power supply line has conventionally been increased, but if the power supply line is thickened in this way, the degree of integration of the semiconductor memory device is reduced. There is a problem. Further, if the current concentrates on the power supply line for a period of time, there is a problem that the intensity of power supply noise increases.
【0027】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
くなされたもので、検索機能付半導体記憶装置における
検索動作時の電源線に流れるピーク最大電流をより小さ
くすることで、大電流による電源線への負担を軽減した
り、電源ノイズの強度を減少することができる半導体記
憶装置を提供することを目的とする。The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and by reducing the peak maximum current flowing through the power supply line during the search operation in the semiconductor memory device with the search function, the power supply due to the large current is reduced. An object of the present invention is to provide a semiconductor memory device capable of reducing the load on the lines and reducing the intensity of power supply noise.
【0028】[0028]
【課題を達成するための手段】本発明は、ビット長Nで
ワード数Mのデータを記憶するメモリマトリックスを構
成する各メモリセル毎に設けた照合回路によるディスチ
ャージが、プリチャージされていたマッチ線になされた
か否か検出することで、ビット線に入力されるビットパ
ターンの検索ワードデータと、メモリマトリックスのワ
ード行に記憶されるビットパターンの記憶ワードデータ
との照合結果を得るようにした半導体記憶装置におい
て、各ビット列毎にビット線が設けられた、それぞれ照
合回路を有するメモリセルで成る合計Pブロックの複数
の分割メモリマトリックスブロックを並べることで、ビ
ット長Nでワード数Mのデータを記憶するようにしたメ
モリマトリックスと、検索イネーブル信号を入力する、
前記分割メモリマトリックスブロック毎に独立した少な
くとも合計P本の複数の検索イネーブル線と、検索実行
前にプリチャージしておき、検索中の照合結果が不一致
となるワードについては、不一致となっているメモリセ
ルの前記照合回路にてディスチャージされる、前記分割
メモリマトリックスブロック毎に独立し、又前記メモリ
マトリックスのワード行毎に独立した、プリチャージ状
態に対応する照合一致補助信号を伝達する、少なくとも
合計(M×P)本の複数のマッチ線と、相互にタイミン
グがずらされた、前記検索イネーブル線毎の前記検索イ
ネーブル信号を生成する検索イネーブルタイミング回路
とを備え、前記照合一致補助信号に従って、前記検索ワ
ードデータと前記記憶ワードデータとの照合結果を照合
一致信号として出力することにより、前記課題を達成し
たものである。SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, a match line that has been precharged by a matching circuit provided for each memory cell forming a memory matrix for storing data of a word length M with a bit length N has been precharged. A semiconductor memory that obtains a matching result between the search word data of the bit pattern input to the bit line and the stored word data of the bit pattern stored in the word row of the memory matrix by detecting whether or not In the device, by arranging a plurality of divided memory matrix blocks of a total of P blocks each of which has a matching circuit and provided with a bit line for each bit string, data of a word length M with a bit length N is stored. Input the memory matrix and search enable signal,
At least P total search enable lines independent for each of the divided memory matrix blocks and a word that has been precharged before the search and the comparison result during the search does not match is a mismatched memory. At least a total sum of at least a total of (to transmit a matching match auxiliary signal corresponding to a precharge state, which is discharged by the matching circuit of the cell, is independent for each divided memory matrix block, and is independent for each word row of the memory matrix. M × P) a plurality of match lines, and a search enable timing circuit that generates the search enable signal for each of the search enable lines, the timings of which are shifted from each other, and the search is performed according to the matching match auxiliary signal. The result of matching between the word data and the stored word data is output as a match signal. By, in which to achieve the above objects.
【0029】又、前記半導体記憶装置において、前記メ
モリマトリックスが、各ビット列毎にビット線が設けら
れた、それぞれ照合回路を有するメモリセルで成る合計
Pブロックの複数の分割メモリマトリックスブロック
を、ビット列方向に並べることで、ビット長Nでワード
数Mのデータを記憶するようにしたメモリマトリックス
であって、又、更に、複数の分割メモリマトリックスブ
ロックの対応するワード行の前記マッチ線から前記照合
一致補助信号を入力し、対応する該ワード行の前記記憶
ワードデータと前記検索ワードデータとの照合結果を照
合一致信号として出力する、前記メモリマトリックスの
ワード行毎に設けられた、少なくとも合計M個の複数の
照合結果判定回路を備えたことにより、前記課題を達成
したものである。In the semiconductor memory device, the memory matrix has a plurality of divided memory matrix blocks of a total of P blocks each having a matching circuit in which a bit line is provided for each bit string. A memory matrix for storing data of a word number M with a bit length N by further arranging the data in a plurality of divided memory matrix blocks. A plurality of at least M plural units provided for each word row of the memory matrix, which receives a signal and outputs a matching result of the matching word data of the corresponding word row and the search word data as a matching match signal. The above-mentioned problem is achieved by providing the collation result judging circuit.
【0030】[0030]
【作用】本発明の検索機能付半導体記憶装置に用いられ
ているメモリマトリックスは、各ビット列毎にビット線
が設けられた、それぞれ照合回路を有するメモリセルで
なる合計Pブロックの複数の分割メモリマトリックスブ
ロックを並べることで、ビット長Nでワード数Mのデー
タを記憶するようにしたものである。従って、本発明の
該メモリマトリックスは、例えば合計Pブロックの複数
の前記分割メモリマトリックスブロックに分割されたも
のであるとも言うこともできる。The memory matrix used in the semiconductor memory device with the search function of the present invention is a plurality of divided memory matrixes of P blocks in total, each memory cell having a matching circuit in which a bit line is provided for each bit string. By arranging blocks, data of a word length M with a bit length N is stored. Therefore, it can be said that the memory matrix of the present invention is divided into a plurality of divided memory matrix blocks, for example, a total of P blocks.
【0031】例えば、複数の前記分割メモリマトリック
スブロックを、後述する第1実施例の如く、ビット列方
向に並べてもよい。即ち、例えば、ビット長が64ビッ
トでワード数が128ワードのメモリマトリックスの場
合、例えば後述する第1実施例の如く、合計2ブロック
設けた、ビット長が16ビットでワード数が128ワー
ドの前記分割メモリマトリックスブロックを、ビット列
方向に並べて用いるようにしてもよい。あるいは、更に
分割して、合計4ブロック設けた、ビット長が8ビット
でワード数が128ワードの前記分割メモリマトリック
スブロックをビット列方向に並べて、前記メモリマトリ
ックスに用いるようにしてもよい。For example, a plurality of the divided memory matrix blocks may be arranged in the bit string direction as in the first embodiment described later. That is, for example, in the case of a memory matrix having a bit length of 64 bits and a word number of 128 words, for example, as in the first embodiment described later, a total of 2 blocks are provided, and the bit length is 16 bits and the word number is 128 words. The divided memory matrix blocks may be arranged and used in the bit string direction. Alternatively, the divided memory matrix block having a total of 4 blocks and having a bit length of 8 bits and a word number of 128 words may be arranged in the bit column direction and used for the memory matrix.
【0032】あるいは、例えば、複数の前記分割メモリ
マトリックスブロックを、ワードアドレス方向に並べる
ようにしてもよい。後述する第2実施例では、ビット長
が64ビットでワード数が64ワードの前記分割メモリ
マトリックスを合計2ブロック用い、一方を第1ワード
アドレスから64ワードアドレスに用い、他方を、第6
5ワードアドレスから第128ワードアドレスに用い、
全体として、合計128ワードアドレスとしている。
又、本発明は、該第2実施例の如く前記分割メモリマト
リックスブロックを2ブロック用いることに限定される
ものではなく、ワードアドレス方向に、例えば合計3ブ
ロックや、合計4ブロック並べてもよいことは言うまで
もない。Alternatively, for example, a plurality of the divided memory matrix blocks may be arranged in the word address direction. In a second embodiment to be described later, a total of two blocks of the divided memory matrix having a bit length of 64 bits and a word number of 64 words are used, one is used for the first word address to the 64 word address, and the other is used for the sixth
Used from the 5th word address to the 128th word address,
As a whole, a total of 128 word addresses are used.
Further, the present invention is not limited to the use of two divided memory matrix blocks as in the second embodiment, and, for example, a total of three blocks or a total of four blocks may be arranged in the word address direction. Needless to say.
【0033】本発明においては、前記メモリマトリック
スを前述のように合計Pブロックに分割すると共に、そ
れぞれで行われる前記検索ワードデータと前記記憶ワー
ドデータとの照合を、このような分割メモリマトリック
スブロック間で相互にずらすようにしている。In the present invention, the memory matrix is divided into the total P blocks as described above, and the matching between the search word data and the stored word data is performed for each of the divided memory matrix blocks. I am trying to shift each other.
【0034】これは、分割された前記分割メモリマトリ
ックスブロック毎に備えた独立した検索イネーブル線へ
と、相互にタイミングがずらされた検索イネーブル信号
を入力することによって行われる。このように相互にタ
イミングがずらされた前記検索イネーブル信号は、例え
ば後述する実施例の如く遅延回路等を用いながら、検索
イネーブルタイミング回路にて生成することができる。This is performed by inputting search enable signals whose timings are mutually shifted to independent search enable lines provided for each of the divided memory matrix blocks. The search enable signals whose timings are shifted from each other in this way can be generated by the search enable timing circuit while using a delay circuit or the like as in the embodiment described later.
【0035】このように本発明においては、用いるメモ
リマトリックスを複数の前記分割メモリマトリックスブ
ロックに分割し、これら分割メモリマトリックスブロッ
ク毎に順次検索することで、検索中の照合の不一致によ
るディスチャージによる電流が分散され、検索動作時の
電源線に流れるピーク最大電流が低減される。例えば、
前記メモリマトリックスを合計2個の前記分割メモリマ
トリックスブロックへと分割した場合には、そのピーク
最大電流をほぼ半減することも可能である。このように
ピーク最大電流が低減されることで、例えば電源線から
輻射される電源ノイズについても低減される。又、例え
ばピーク最大電流が半減する場合、用いる電源線の太さ
を例えば半分にすることも可能であり、半導体記憶装置
の集積度の向上を図ることも可能である。As described above, in the present invention, the memory matrix to be used is divided into the plurality of divided memory matrix blocks, and the divided memory matrix blocks are sequentially searched, so that the current due to the discharge due to the mismatch of the collation during the search is generated. The peak maximum current that is distributed and flows through the power supply line during the search operation is reduced. For example,
When the memory matrix is divided into a total of two divided memory matrix blocks, it is possible to reduce the peak maximum current by almost half. By reducing the peak maximum current in this manner, for example, power supply noise radiated from the power supply line is also reduced. Further, for example, when the peak maximum current is halved, the thickness of the power supply line used can be halved, and the integration degree of the semiconductor memory device can be improved.
【0036】なお、本発明はこれに限定するものではな
いが、前述の如く、又後述する第2実施例の如く、複数
の前記分割メモリマトリックスブロックをワードアドレ
ス方向に並べるようにした場合には、それぞれの前記分
割メモリマトリックスブロックの各ワード行に対応する
前記照合一致補助信号から、そのワード行での前記検索
ワードデータと前記記憶ワードデータとの照合結果を得
ることができる。即ち、この場合、前記照合一致補助信
号を、そのワード行での前記検索ワードデータと前記記
憶ワードデータとの照合結果を得る照合一致信号とする
ことも可能である。Although the present invention is not limited to this, in the case where the plurality of divided memory matrix blocks are arranged in the word address direction as described above and the second embodiment described later, From the collation matching auxiliary signal corresponding to each word row of each divided memory matrix block, the collation result of the search word data and the stored word data in the word row can be obtained. That is, in this case, it is possible to use the collation coincidence auxiliary signal as a collation coincidence signal for obtaining a collation result between the search word data and the stored word data in the word row.
【0037】なお、本発明はこれに限定されるものでは
ないが、前述の如く、又後述する第1実施例の如く、複
数の前記分割メモリマトリックスブロックをビット列方
向に並べるようにした場合、各分割メモリマトリックス
ブロックの、又各ワード行の前記照合一致補助信号を、
そのまま前記照合一致信号とすることはできない。即
ち、前記照合一致補助信号を、そのワード行での前記検
索ワードデータと前記記憶ワードデータとの照合結果に
直接用いることはできない。これは、それぞれのワード
アドレスのワードデータが、ビット列方向に、複数の前
記分割メモリマトリックスブロックへと分けられている
ためである。このため、複数の前記分割メモリマトリッ
マスブロックをビット列方向に並べるようにした場合、
複数の分割メモリマトリックスブロックの対応するワー
ド行の前記マッチ線から前記照合一致補助信号を入力
し、これら複数の照合一致補助信号の論理積にて、対応
する該ワード行の前記記憶ワードデータと前記検索ワー
ドデータとの照合結果を、照合一致信号として出力すれ
ばよい。例えば、このようにして1ワード分の前記記憶
ワードデータと前記検索ワードデータとの照合結果を得
る、照合結果判定回路を備えるようにしてもよい。Although the present invention is not limited to this, when a plurality of the divided memory matrix blocks are arranged in the bit column direction as described above and the first embodiment described later, The collation matching auxiliary signal of the divided memory matrix block and of each word row is
It cannot be directly used as the collation matching signal. That is, the collation matching auxiliary signal cannot be directly used for the collation result of the search word data and the stored word data in the word row. This is because the word data of each word address is divided in the bit string direction into the plurality of divided memory matrix blocks. Therefore, when the plurality of divided memory matrix blocks are arranged in the bit string direction,
The collation match auxiliary signals are input from the match lines of the corresponding word rows of a plurality of divided memory matrix blocks, and the storage word data of the corresponding word rows and the corresponding word rows are obtained by the logical product of the plurality of collation match auxiliary signals. The result of collation with the search word data may be output as a collation matching signal. For example, a collation result determination circuit for obtaining a collation result of the stored word data for one word and the search word data in this manner may be provided.
【0038】[0038]
【実施例】以下、図を用いて本発明の実施例を詳細に説
明する。Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
【0039】図1は、本発明が適用された半導体記憶装
置の第1実施例の主要部の回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram of a main portion of a first embodiment of a semiconductor memory device to which the present invention is applied.
【0040】この図1には、本発明が適用された前記第
1実施例の検索機能付半導体記憶装置が示されている。
該半導体記憶装置は、ビット長が64ビットで、ワード
数が128ワードとなっており、これに対応するメモリ
マトリックスを備える。又、該メモリマトリックスは、
合計2ブロックの前記分割メモリマトリックスブロック
をビット列方向に並べられたものとなっている。即ち、
第1分割メモリマトリックスブロックと、第2分割メモ
リマトリックスブロックとで構成される。FIG. 1 shows the semiconductor memory device with search function of the first embodiment to which the present invention is applied.
The semiconductor memory device has a bit length of 64 bits and a word number of 128 words, and includes a memory matrix corresponding thereto. Also, the memory matrix is
A total of two blocks of the divided memory matrix block are arranged in the bit string direction. That is,
It is composed of a first divided memory matrix block and a second divided memory matrix block.
【0041】これら2つの分割メモリマトリックスブロ
ックは、それぞれ、ビット長が32ビットでワード数が
128ワードとなっている。又、前記メモリマトリック
スは、合計256個のワードメモリMW1a 〜MW12
8a 及びMW1b 〜MW128b によって構成されてい
る。即ち、前記第1分割メモリマトリックスブロック
は、前記ワードメモリMW1a 〜MW128a によって
構成されている。一方、前記第2分割メモリマトリック
スブロックは、前記ワードメモリMW1b 〜MW128
b によって構成されている。Each of these two divided memory matrix blocks has a bit length of 32 bits and a word number of 128 words. The memory matrix is composed of a total of 256 word memories MW1a to MW12.
8a and MW1b to MW128b. That is, the first divided memory matrix block is composed of the word memories MW1a to MW128a. On the other hand, the second divided memory matrix block includes the word memories MW1b to MW128.
It is composed by b.
【0042】これらワードメモリMW1a 〜MW128
a 及びMW1b 〜MW128b は、それぞれ、前記図9
に示した、前述のような照合回路を備えたメモリセルM
を、合計32個用いて構成されている。従って、これら
第1分割メモリマトリックスブロック及び第2分割メモ
リマトリックスブロックは、それぞれ、前記図8に示さ
れるメモリマトリックスのような構成であり、該図8の
ビット長Nを32ビットとし、ワード数Mを128ワー
ドとしたものである。These word memories MW1a to MW128
a and MW1b to MW128b are respectively shown in FIG.
The memory cell M having the above-described matching circuit shown in FIG.
32 are used in total. Therefore, each of the first divided memory matrix block and the second divided memory matrix block has the same structure as the memory matrix shown in FIG. 8, the bit length N of FIG. 8 is 32 bits, and the number of words M Is 128 words.
【0043】又、このような前記第1分割メモリマトリ
ックスブロック及び前記第2分割メモリマトリックスブ
ロックそれぞれのワード線W1〜W128は、互いに接
続され、共通となっている。前記第1分割メモリマトリ
ックスブロックの全ての前記検索イネーブル線EN1〜
EN128は、互いに接続され、検索イネーブル信号E
Na が入力されている。一方、前記第2分割メモリマト
リックスブロックについても、その前記検索イネーブル
線EN1〜EN128は、互いに接続され、検索イネー
ブル信号ENb が入力されている。The word lines W1 to W128 of the first divided memory matrix block and the second divided memory matrix block are connected to each other and are common. All the search enable lines EN1 to EN1 of the first divided memory matrix block.
The EN128s are connected to each other, and the search enable signal E
Na has been entered. On the other hand, also in the second divided memory matrix block, the search enable lines EN1 to EN128 are connected to each other and the search enable signal ENb is input.
【0044】検索イネーブルタイミング回路3は、検索
イネーブル信号ENを入力し、これら検索イネーブル信
号ENa 及びENb を生成する。The search enable timing circuit 3 receives the search enable signal EN and generates these search enable signals ENa and ENb.
【0045】又、本実施例においては、2入力AND論
理ゲートを用いた、合計128個の前記照合結果判定回
路G1〜G128が用いられている。Further, in this embodiment, a total of 128 matching result judging circuits G1 to G128 using 2-input AND logic gates are used.
【0046】まず、前記照合結果判定回路G1は、前記
第1分割メモリマトリックスブロックの前記マッチ線M
CH1によって前記照合一致補助信号MCH1a を入力
すると共に、前記第2分割メモリマトリックスブロック
の前記マッチ線MCH1から前記照合一致補助信号MC
H1b を入力し、これら照合一致補助信号の論理積を、
前記照合一致信号MC1として出力する。又、前記照合
結果判定回路G2についても、前記第1分割メモリマト
リックスブロックの前記マッチ線MCH2から前記照合
一致補助信号MCH2a を入力すると共に、前記第2分
割メモリマトリックスブロックの前記マッチ線MCH2
から前記照合一致補助信号MCH2b を入力し、これら
照合一致補助信号の論理積によって、前記照合一致信号
MC2を出力する。これら以外の前記照合結果判定回路
G3〜G128についても、同様の動作を行う。First, the collation result judging circuit G1 is arranged so that the match line M of the first divided memory matrix block.
The matching match auxiliary signal MCH1a is input by CH1 and the matching match auxiliary signal MC from the match line MCH1 of the second divided memory matrix block.
H1b is input and the logical product of these collation matching auxiliary signals is
It is output as the collation matching signal MC1. Also for the collation result determination circuit G2, the collation match auxiliary signal MCH2a is input from the match line MCH2 of the first divided memory matrix block, and the match line MCH2 of the second divided memory matrix block is input.
The collation matching auxiliary signal MCH2b is input from the above, and the collation matching signal MC2 is output by the logical product of these collation matching auxiliary signals. The same operation is performed for the collation result determination circuits G3 to G128 other than these.
【0047】即ち、これら照合結果判定回路G1〜G1
28は、前記第1分割メモリマトリックスブロックと前
記第2分割メモリマトリックスブロックとの、相互に対
応するワード行の前記マッチ線による前記照合一致補助
信号MCH1a 〜MCH128a 及びMCH1b 〜MC
H128b を入力し、これら照合一致補助信号の論理積
によって、そのワード行の前記照合一致信号MC1〜M
C128を生成するというものである。生成された該照
合一致信号MC1〜MC128は、そのワード行の前記
記憶ワードデータと前記検索ワードデータとの照合結果
となる。That is, these collation result judging circuits G1 to G1
Reference numeral 28 denotes the matching match auxiliary signals MCH1a to MCH128a and MCH1b to MC for the match lines of the word lines of the first divided memory matrix block and the second divided memory matrix block corresponding to each other.
H128b is input, and by the logical product of these collation coincidence auxiliary signals, the collation coincidence signals MC1 to M of the word row are inputted.
C128 is generated. The generated matching match signals MC1 to MC128 become the matching result of the stored word data of the word row and the search word data.
【0048】図2は、前記実施例に用いられる前記検索
イネーブルタイミング回路の回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram of the search enable timing circuit used in the embodiment.
【0049】この図2に示される如く、前記検索イネー
ブルタイミング回路3は、合計8個のバッファゲートB
にて構成されている。As shown in FIG. 2, the search enable timing circuit 3 has a total of eight buffer gates B.
It is composed of.
【0050】該検索イネーブルタイミング回路3におい
て、入力された前記検索イネーブル信号ENは、合計1
個の前記バッファゲートBを経て、検索イネーブル信号
ENa として出力される。又、前記検索イネーブル信号
ENは、合計7個の前記バッファゲートBを順次経て、
前記検索イネーブル信号ENb として出力される。In the search enable timing circuit 3, the input search enable signals EN are 1 in total.
It is output as a search enable signal ENa via the buffer gates B. Also, the search enable signal EN is sequentially passed through a total of seven buffer gates B,
It is output as the search enable signal ENb.
【0051】前記検索イネーブル信号ENb は、前記検
索イネーブル信号ENa より合計6個多い前記バッファ
ゲートBを経て出力されるため、該検索イネーブル信号
ENa よりもタイミングが遅延される。従って、これら
検索イネーブル信号ENa 及びENb は、相互にタイミ
ングがずらされたものとなっている。Since the search enable signal ENb is output through the buffer gate B, which is six more than the search enable signal ENa, the timing is delayed as compared with the search enable signal ENa. Therefore, the search enable signals ENa and ENb are shifted in timing from each other.
【0052】図3は、本実施例の動作を示すタイムチャ
ートである。FIG. 3 is a time chart showing the operation of this embodiment.
【0053】この図3のタイムチャートにおいては、前
記検索イネーブル信号EN、ENa及びENb と、前記
照合一致補助信号MCH1a 及びMCH1b と、前記照
合一致信号MC1が示されている。In the time chart of FIG. 3, the search enable signals EN, ENa and ENb, the collation matching auxiliary signals MCH1a and MCH1b, and the collation matching signal MC1 are shown.
【0054】まず、時刻 t1 において、前記検索イネー
ブル信号ENがH状態となる。この後、合計1個の前記
バッファゲートBを経て出力される前記検索イネーブル
信号ENa が、時刻 t2 にてH状態となる。又、合計7
個の前記バッファゲートBを経て出力される前記検索イ
ネーブル信号ENb が、時刻 t4 にてH状態となる。First, at time t 1 , the search enable signal EN becomes H state. After that, the search enable signal ENa output through one buffer gate B in total becomes H state at time t 2 . Also, a total of 7
The search enable signal ENb output via the buffer gates B becomes H state at time t 4 .
【0055】まず、前記時刻 t2 にて前記検索イネーブ
ル信号ENa がH状態となると、前記第1分割メモリマ
トリックスブロックの検索が行われる。これによって、
例えば該第1分割メモリマトリックスブロックの第1ワ
ード行の前記照合一致補助信号MCH1a が、時刻 t3
にて変化する。該時刻 t3 において、例えば照合が一致
であれば実線となり、例えば照合が不一致であれば破線
の如くになる。又、このように照合が不一致となった場
合、プリチャージされていた電荷の、ディスチャージに
伴った電源電流が流れる。First, when the search enable signal ENa goes into the H state at the time t 2, the search for the first divided memory matrix block is performed. by this,
For example, the collation coincidence auxiliary signal MCH1a of the first word line of the first divided memory matrix block, the time t 3
Will change. In the time t 3, e.g., if the collation is a match becomes solid, for example, the collation becomes as a broken line if a mismatch. Further, when the collation does not match in this way, a power supply current due to discharge of the precharged charges flows.
【0056】一方、前記時刻 t2 に対してタイミングが
ずらされた前記時刻 t4 にて、前記検索イネーブル信号
ENb がH状態となると、前記第2分割メモリマトリッ
クスブロックでの検索が行われる。このような検索によ
って、例えば該分割メモリマトリックスブロックの第1
ワード行の前記照合一致補助信号MCH1b が、時刻t
5 にて変化する。該時刻 t5 において、例えば第1ワー
ド行が照合一致であれば実線の如くなり、例えば照合不
一致であれば破線の如くになる。又、ここで照合不一致
であれば、プリチャージされていた電荷がディスチャー
ジされることによって、電源電流が流れる。On the other hand, when the search enable signal ENb is in the H state at the time t 4 which is shifted in timing from the time t 2 , the search in the second divided memory matrix block is performed. By such a search, for example, the first of the divided memory matrix blocks
The collation matching auxiliary signal MCH1b of the word line is
Change at 5 . In the time t 5, for example, the first word line is as indicated by the solid line If collation coincidence, the dashed as if e.g. disagreement. If the collation does not match, the precharged electric charge is discharged, so that the power supply current flows.
【0057】なお、前記照合一致信号MC1は、前記照
合一致補助信号MCH1a あるいはMCH1b に従っ
て、前記時刻 t3 あるいは前記時刻 t5 において変化す
る。The collation match signal MC1 changes at the time t 3 or the time t 5 according to the collation match auxiliary signal MCH1a or MCH1b.
【0058】この図3のタイムチャートに示される如
く、まず、前記検索イネーブル信号ENa 及びENb
は、互いにタイミングがずらされている(時刻 t2 と時
刻 t4 との相互関係)。これによって、前記照合一致補
助信号MCH1a 及びMCH1bの変化の時期も互いに
ずらされている。このため、これら照合一致補助信号M
CH1a 及びMCH1b がいずれもディスチャージされ
る場合であっても、これに伴った電源電流が流れるタイ
ミングも相互にずらされることとなる。従って、検索動
作時の電源線に流れるピーク電流が分散され、そのピー
ク最大電流がより減少されている。As shown in the time chart of FIG. 3, first, the search enable signals ENa and ENb.
Are shifted in timing from each other (relationship between time t 2 and time t 4 ). As a result, the timings of changes in the matching and matching auxiliary signals MCH1a and MCH1b are also shifted from each other. Therefore, these collation matching auxiliary signals M
Even when both CH1a and MCH1b are discharged, the timings at which the power supply currents flow due to this are also shifted from each other. Therefore, the peak current flowing through the power supply line during the search operation is dispersed, and the peak maximum current is further reduced.
【0059】図4は、本発明が適用された半導体記憶装
置の第2実施例の主要部の回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram of a main portion of a second embodiment of a semiconductor memory device to which the present invention is applied.
【0060】この図4においては、本発明が適用された
前記第2実施例の、特に、検索機能付半導体記憶装置が
示されている。該半導体記憶装置は、ビット長が64ビ
ットで、ワード数が64ワードとなっており、これに対
応するメモリマトリックスを備える。又、該メモリマト
リックスは、合計2ブロックの前記分割メモリマトリッ
クブロックがワードアドレス方向に並べられたものとな
っている。即ち、第1ワードアドレスから第64ワード
アドレスまでに対応する第1分割メモリマトリックスブ
ロックと、第65ワードアドレスから第128ワードア
ドレスまでに対応する第2分割メモリマトリックスブロ
ックとで構成されている。FIG. 4 shows a semiconductor memory device with a search function of the second embodiment to which the present invention is applied. The semiconductor memory device has a bit length of 64 bits and a word number of 64 words, and is provided with a memory matrix corresponding thereto. Further, the memory matrix is such that a total of two blocks of the divided memory matrix blocks are arranged in the word address direction. That is, it is composed of a first divided memory matrix block corresponding to the first word address to the 64th word address and a second divided memory matrix block corresponding to the 65th word address to the 128th word address.
【0061】これら2つの分割メモリマトリックスブロ
ックは、それぞれ、ビット長が64ビットで、且つ、ワ
ード数が64ワードとなっている。又、前記メモリマト
リックスは、合計128個のワードメモリMW1〜MW
128によって構成されている。即ち、前記第1分割メ
モリマトリックスブロックは、前記ワードメモリMW1
〜MW64によって構成されている。一方、前記第2分
割メモリマトリックスブロックは、前記ワードメモリM
W65〜MW128によって構成されている。Each of these two divided memory matrix blocks has a bit length of 64 bits and a word number of 64 words. In addition, the memory matrix has a total of 128 word memories MW1 to MW.
It is composed of 128. That is, the first divided memory matrix block is the word memory MW1.
~ MW64. Meanwhile, the second divided memory matrix block includes the word memory M.
It is composed of W65 to MW128.
【0062】これらワードメモリMW1〜MW128
は、それぞれ、前記図9に示した、前述のような照合回
路を備えたメモリセルMを、合計64個用いて構成され
ている。従って、これら第1分割メモリマトリックスブ
ロック及び第2分割メモリマトリックスブロックは、そ
れぞれ、前記図8に示されるメモリマトリックスのよう
な構成であり、該図8のビット長Nを64ビットとし、
且つ、ワード数Mを64ワードとしたものである。These word memories MW1 to MW128
Are configured by using a total of 64 memory cells M each having the above-described matching circuit shown in FIG. Therefore, each of the first divided memory matrix block and the second divided memory matrix block has a structure like the memory matrix shown in FIG. 8, and the bit length N of FIG. 8 is 64 bits,
In addition, the word number M is set to 64 words.
【0063】又、このような前記第1分割メモリマトリ
ックスブロックの前記図8に示されるようなワード線W
1〜W64は、図4に示される如く、該第1分割メモリ
マトリックスブロック及び前記第2分割メモリマトリッ
クスブロックを含めた前記メモリマトリックス全体での
ワード線W1〜64として用いられている。一方、前記
第2分割メモリマトリックスブロックの前記図8に示さ
れるようなワード線W1〜W64は、前記図4に示され
る如く、前記第1分割メモリマトリックスブロックと該
第2分割メモリマトリックスブロックとを含めた前記メ
モリマトリックス全体でのワード線W65〜W128と
して用いられている。The word line W of the first divided memory matrix block as shown in FIG. 8 is also used.
As shown in FIG. 4, 1 to W64 are used as word lines W1 to W64 in the entire memory matrix including the first divided memory matrix block and the second divided memory matrix block. On the other hand, the word lines W1 to W64 of the second divided memory matrix block as shown in FIG. 8 have the first divided memory matrix block and the second divided memory matrix block as shown in FIG. It is used as the word lines W65 to W128 in the entire memory matrix including the above.
【0064】前記第1分割メモリマトリックスブロック
の全ての前記ワードメモリMW1〜MW64の前記検索
イネーブル線EN1〜EN64は、互いに接続され、検
索イネーブル信号ENa が入力されている。一方、前記
第2分割メモリマトリックスブロックの全ての前記ワー
ドメモリMW65〜MW128それぞれの前記検索イネ
ーブル線EN65〜EN128は、互いに接続され、検
索イネーブル信号ENb が入力れさている。The search enable lines EN1 to EN64 of all the word memories MW1 to MW64 of the first divided memory matrix block are connected to each other, and the search enable signal ENa is inputted. On the other hand, the search enable lines EN65 to EN128 of all the word memories MW65 to MW128 of the second divided memory matrix block are connected to each other, and the search enable signal ENb is inputted.
【0065】本第2実施例の検索イネーブルタイミング
回路3は、前記第1実施例に用いられているものと同じ
ものである。即ち、該検索イネーブルタイミング回路3
は、前記検索イネーブル信号ENを入力し、前記検索イ
ネーブル信号ENa 及びENb を生成する。これら検索
イネーブル信号ENa 及びENb については、所定時間
だけ互いにタイミングがずらされたものとなっている。
具体的には、該検索イネーブルタイミング回路3は、前
記図2の回路図に示されるとおりである。The search enable timing circuit 3 of the second embodiment is the same as that used in the first embodiment. That is, the search enable timing circuit 3
Receives the search enable signal EN and generates the search enable signals ENa and ENb. These search enable signals ENa and ENb are shifted in timing from each other by a predetermined time.
Specifically, the search enable timing circuit 3 is as shown in the circuit diagram of FIG.
【0066】なお、本第2実施例においては、前記第1
実施例が備える前記照合結果判定回路G1〜G128
は、不要となっている。これは、本第2実施例において
は、合計2ブロックの前記分割メモリマトリックスブロ
ックを、ワードアドレス方向に並べているためである。
従って、検索時に入力される前記検索ワードデータに対
して比較される前記記憶ワードデータと、前記ワードメ
モリMW1〜MW128それぞれとは対応したものとな
る。このため、それぞれの前記分割メモリマトリックス
ブロックの各ワード行に対応する、前記図8に示される
ようなマッチ線による前記照合一致補助信号から、その
ワード行での前記検索ワードデータと前記記憶ワードデ
ータとの照合結果を照合一致信号MC1〜MC128と
して直接得ることができる。In the second embodiment, the first
The matching result determination circuits G1 to G128 provided in the embodiment
Is no longer needed. This is because, in the second embodiment, the divided memory matrix blocks of a total of 2 blocks are arranged in the word address direction.
Therefore, the stored word data to be compared with the search word data input at the time of search corresponds to each of the word memories MW1 to MW128. Therefore, the search word data and the stored word data in the word row are calculated from the collation match auxiliary signal by the match line as shown in FIG. 8 corresponding to each word row of each divided memory matrix block. It is possible to directly obtain the collation result with the collation match signals MC1 to MC128.
【0067】比較して、前記第1実施例の如く、複数の
前記分割メモリマトリックスブロックをビット列方向に
並べるようにした場合には、検索時に入力される前記検
索ワードに対して比較される前記記憶ワードデータは、
各ワード毎でビット列方向に、異なる前記分割メモリマ
トリックスブロックに備えられた異なる前記ワードメモ
リへと分割されてしまう。従って、前記第1実施例の場
合には、1つの前記記憶ワードデータに対してこれが分
割された、このような異なるワードメモリの前記照合一
致補助信号を、前記照合結果判定回路G1〜G128に
て総合しなければならない。In comparison, when the plurality of divided memory matrix blocks are arranged in the bit string direction as in the first embodiment, the storage to be compared with the search word input at the time of search. Word data is
Each word is divided into different word memories provided in different divided memory matrix blocks in the bit string direction. Therefore, in the case of the first embodiment, the verification result matching circuits G1 to G128 provide the verification result matching circuits G1 to G128 with the verification result matching signals of the different word memories obtained by dividing the one storage word data. Must be integrated.
【0068】以上説明したとおり、本第2実施例におい
ても、前記第1分割メモリマトリックスブロックに入力
される前記検索イネーブル信号ENa と前記第2分割メ
モリマトリックスブロックに入力される前記検索イルー
ブル信号ENb とのタイミングを、互いにずらすことが
できる。これによって、前記第1分割メモリマトリック
スブロックでの検索実行時期と、前記第2分割メモリマ
トリックスでの検索実行時期とをずらすことができ、前
記第1分割メモリマトリックスブロックでのマッチ線の
ディスチャージの時期と、前記第2分割メモリマトリッ
クスブロックのマッチ線のディスチャージの時期とを互
いにずらすことができる。従って、本第2実施例におい
ても、検索動作時の電源線に流れるピーク電流を分散す
ることができ、そのピーク最大電流をより減少すること
ができる。As described above, also in the second embodiment, the search enable signal ENa input to the first divided memory matrix block and the search enable signal ENb input to the second divided memory matrix block. The timings of can be shifted from each other. Accordingly, the search execution time in the first divided memory matrix block and the search execution time in the second divided memory matrix block can be shifted, and the match line discharge time in the first divided memory matrix block can be shifted. And the discharge time of the match line of the second divided memory matrix block can be shifted from each other. Therefore, also in the second embodiment, it is possible to disperse the peak current flowing through the power supply line during the search operation and further reduce the peak maximum current.
【0069】図5は、従来の検索機能付半導体記憶装置
における検索動作時の電源電流のグラフである。一方、
図6及び図7は、前記第1実施例、又前記第2実施例の
検索機能付半導体記憶装置における検索動作時の電源電
流のグラフである。FIG. 5 is a graph of the power supply current during the search operation in the conventional semiconductor memory device with the search function. on the other hand,
6 and 7 are graphs of the power supply current during the search operation in the semiconductor memory device with the search function of the first embodiment and the second embodiment.
【0070】まず、従来においては、図5に示される如
く、検索動作時の電源電流は時刻 t 1 に集中している。
これに比べて、前記第1実施例、又前記第2実施例にお
いては、図6あるいは図7に示される如く、検索動作時
のピーク電流が分散されている。例えば前記図6におい
ては、時刻 t2 と時刻 t3 とに分散されている。又、前
記図7においては、時刻 t4 と時刻 t5 とに分散されて
いる。First, in the prior art, as shown in FIG.
Power supply current during search operation is t 1Concentrates on.
In comparison with this, in the first embodiment and the second embodiment,
As shown in FIG. 6 or FIG.
The peak currents of are distributed. For example, in FIG.
At time t2And time t3Are distributed in and. Also before
In Figure 7, time tFourAnd time tFiveDistributed in and
There is.
【0071】なお、これら図6及び図7において、前記
時刻 t2 及び前記時刻 t4 は、前記第1分割メモリマト
リックスブロックでの検索動作に対応した電源電流のピ
ークである。一方、前記時刻 t3 及び前記時刻 t5 は、
前記第2分割メモリマトリックスブロックでの検索動作
による電源電流のピーク時である。In FIGS. 6 and 7, the time t 2 and the time t 4 are peaks of the power supply current corresponding to the search operation in the first divided memory matrix block. On the other hand, the time t 3 and the time t 5 are
This is at the peak time of the power supply current due to the search operation in the second divided memory matrix block.
【0072】これら図5〜図7を比較して明らかなよう
に、前記第1実施例、又前記第2実施例によれば、従来
に比べ、検索動作時の電源線に流れるピーク最大電流を
半分近くまで減少することができている。As is clear from comparing FIGS. 5 to 7, according to the first embodiment and the second embodiment, the peak maximum current flowing through the power supply line during the search operation is higher than that in the conventional case. It can be reduced to almost half.
【0073】[0073]
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、検
索機能付半導体記憶装置における検索動作時の電源線に
流れるピーク最大電流をより小さくすることで、大電流
による電源線への負担を軽減したり、電源ノイズの強度
を減少することができるという優れた効果を得ることが
できる。As described above, according to the present invention, the peak maximum current flowing through the power supply line during the search operation in the semiconductor memory device with the search function is further reduced, so that the load on the power supply line due to the large current is reduced. It is possible to obtain an excellent effect that it is possible to reduce or reduce the intensity of power supply noise.
【図1】本発明が適用された半導体記憶装置の第1実施
例の主要部の回路図FIG. 1 is a circuit diagram of a main part of a first embodiment of a semiconductor memory device to which the present invention is applied.
【図2】前記第1実施例に用いられる検索イネーブルタ
イミング回路の回路図FIG. 2 is a circuit diagram of a search enable timing circuit used in the first embodiment.
【図3】前記第1実施例の動作を示すタイムチャートFIG. 3 is a time chart showing the operation of the first embodiment.
【図4】本発明が適用された半導体記憶装置の第2実施
例の主要部の回路図FIG. 4 is a circuit diagram of a main part of a second embodiment of a semiconductor memory device to which the present invention is applied.
【図5】従来の検索機能付半導体記憶装置における検索
動作時の電源電流のグラフFIG. 5 is a graph of power supply current during a search operation in a conventional semiconductor memory device with a search function.
【図6】前記第1実施例及び第2実施例における検索動
作時の電源電流を示す第1のグラフFIG. 6 is a first graph showing a power supply current during a search operation in the first embodiment and the second embodiment.
【図7】前記第1実施例及び第2実施例における検索動
作時の電源電流を示す第2のグラフFIG. 7 is a second graph showing a power supply current during a search operation in the first and second embodiments.
【図8】従来の検索機能付半導体記憶装置のメモリマト
リックスの回路図FIG. 8 is a circuit diagram of a memory matrix of a conventional semiconductor memory device with a search function.
【図9】前記従来の検索機能付半導体記憶装置の前記メ
モリマトリックスに用いられるメモリセルの回路図FIG. 9 is a circuit diagram of a memory cell used in the memory matrix of the conventional semiconductor memory device with a search function.
3…検索イネーブルタイミング回路
M11〜MMN…メモリセル
MW1a 〜MW128a 、MW1b 〜MW128b 、
MW1〜MW128 …ワ
ードメモリ
T1〜T6…NチャネルMOSトランジスタ
I1、I2…インバータゲート
Bn 、(Bn バー)、B1〜BN、(B1バー)〜(B
Nバー)…ビット線
Wm 、W1〜WM…ワード線
ENm 、EN1〜ENM、ENa 、ENb…検索イネー
ブル線(又は検索イネーブル信号)
MCHm 、MCH1〜MCHM…マッチ線(又は照合一
致補助信号)
G1〜G128…照合結果判定回路
MC1〜MC128…照合一致出力(又は照合一致信
号)
EN、ENa 、ENb …検索イネーブル信号
B…バッファゲート3 ... Search enable timing circuits M11 to MMN ... Memory cells MW1a to MW128a, MW1b to MW128b, MW1 to MW128 ... Word memories T1 to T6 ... N channel MOS transistors I1, I2 ... Inverter gates Bn, (Bn bar), B1 to BN , (B1 bar) ~ (B
N bar) ... Bit lines Wm, W1 to WM ... Word lines ENm, EN1 to ENM, ENa, ENb ... Search enable lines (or search enable signals) MCHm, MCH1 to MCHM ... Match lines (or matching match auxiliary signals) G1 G128 ... Collation result determination circuit MC1 to MC128 ... Collation coincidence output (or collation coincidence signal) EN, ENa, ENb ... Search enable signal B ... Buffer gate
Claims (2)
るメモリマトリックスを構成する各メモリセル毎に設け
た照合回路によるディスチャージが、プリチャージされ
ていたマッチ線になされたか否か検出することで、ビッ
ト線に入力されるビットパターンの検索ワードデータ
と、メモリマトリックスのワード行に記憶されるビット
パターンの記憶ワードデータとの照合結果を得るように
した半導体記憶装置において、 各ビット列毎にビット線が設けられた、それぞれ照合回
路を有するメモリセルで成る合計Pブロックの複数の分
割メモリマトリックスブロックを並べることで、ビット
長Nでワード数Mのデータを記憶するようにしたメモリ
マトリックスと、 検索イネーブル信号を入力する、前記分割メモリマトリ
ックスブロック毎に独立した少なくとも合計P本の複数
の検索イネーブル線と、 検索実行前にプリチャージしておき、検索中の照合結果
が不一致となるワードについては、不一致となっている
メモリセルの前記照合回路にてディスチャージされる、
前記分割メモリマトリックスブロック毎に独立し、又前
記メモリマトリックスのワード行毎に独立した、プリチ
ャージ状態に対応する照合一致補助信号を伝達する、少
なくとも合計(M×P)本の複数のマッチ線と、 相互にタイミングがずらされた、前記検索イネーブル線
毎の前記検索イネーブル信号を生成する検索イネーブル
タイミング回路とを備え、 前記照合一致補助信号に従って、前記検索ワードデータ
と前記記憶ワードデータとの照合結果を照合一致信号と
して出力することを特徴とする半導体記憶装置。1. A method of detecting whether or not discharge by a matching circuit provided for each memory cell forming a memory matrix for storing data of a word length M with a bit length N is applied to a precharged match line. In the semiconductor memory device that obtains the matching result between the search word data of the bit pattern input to the bit line and the storage word data of the bit pattern stored in the word row of the memory matrix, the bit for each bit string A memory matrix in which a plurality of divided memory matrix blocks each having a line and provided with memory cells each having a matching circuit are arranged so as to store data of a word number M with a bit length N; Independent of each divided memory matrix block that inputs enable signal Further, at least a total of P search enable lines are precharged before the search is executed, and a word for which the matching result during searching does not match is discharged by the matching circuit of the mismatched memory cell. Will be
At least a total of (M × P) plurality of match lines, which are independent for each of the divided memory matrix blocks and independent for each word row of the memory matrix, and which transmit the matching match auxiliary signal corresponding to the precharge state. A search enable timing circuit for generating the search enable signal for each of the search enable lines, the timings of which are shifted from each other, and a result of matching the search word data with the stored word data according to the matching match auxiliary signal. Is output as a collation matching signal.
設けられた、それぞれ照合回路を有するメモリセルで成
る合計Pブロックの複数の分割メモリマトリックスブロ
ックを、ビット列方向に並べることで、ビット長Nでワ
ード数Mのデータを記憶するようにしたメモリマトリッ
クスであって、 又、更に、複数の分割メモリマトリックスブロックの対
応するワード行の前記マッチ線から前記照合一致補助信
号を入力し、対応する該ワード行の前記記憶ワードデー
タと前記検索ワードデータとの照合結果を照合一致信号
として出力する、前記メモリマトリックスのワード行毎
に設けられた、少なくとも合計M個の複数の照合結果判
定回路を備えたことを特徴とする半導体記憶装置。2. A plurality of divided memory matrix blocks of a total of P blocks, each of which has memory cells each having a matching circuit, in which a bit line is provided for each bit column, in the memory column according to claim 1. A memory matrix that stores data of a word length M with a bit length N by arranging them, and further, from the match line of the corresponding word row of a plurality of divided memory matrix blocks, the collation matching auxiliary signal. For outputting a matching result between the stored word data of the corresponding word row and the search word data as a matching match signal, a plurality of at least M in total provided for each word row of the memory matrix. A semiconductor memory device comprising a matching result determination circuit.
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---|---|---|---|
JP14996693A JP3528927B2 (en) | 1993-06-22 | 1993-06-22 | Semiconductor storage device |
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