DE2749770C2 - Koppelungsschaltung für eine Speicherzelle mit einer ersten und einer zweiten Unterzelle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Koppelungsschaltung für eine Speiche: zelle mit einer ersten und einer zweiten Unterzelle gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Eine derartige, von zwei Stellen gleichzeitig ansprechbare Speicherzelle ist aus der DE-OS 20 41 456 bekannt.

In der US-PS 39 19 566 sind Ausgestaltungen der Unterzellen beschrieben.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs näher genannte Speicherzelle derart weiterzubilden, daß die erste Unterzelle und die zweite Unterzelle so miteinander gekoppelt sind, daß der in einer ausgewählten Unterzelle gespeicherte Status auch in der nicht ausgewählten anderen Unterzelle abspeicherbar ist.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Patentanspruches 1 gelöst.

Der Patentanspruch 2 beschreibt eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt
F i g. 1 ein Schaltschema einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes,

F i g. 2 eine schematische Darstellung, welche eine Abwandlung veranschaulicht, die aus der Ausführungsform gemäß F i g. 1 abgeleitet werden kann, und

Fig.3 ein Blockdiagramm einer Speicherschaltung mit zwei Anschlüssen, welche eine Mehrzahl von Speicherzellen der in der F i g. 1 dargestellten Schaltung aufweist.

Gemäß Fi g. 1 weist eine Speicherzelle 10 für wahlfreien Zugriff mit zwei Anschlüssen zwei Unterzellen 12 und 14 auf, und sie kann weiterhin zusätzliche Unterzellen haben, welche in derselben Weise angeordnet sind wie die zwei Unterzellen 12 und 14.

Die Unterzelle 12 hat kreuzgekoppelte Transistoren 16/4 und 19/4. Die Basis des Transistors 16/4 ist über eine Kreuzkopplung mit dem Kollektor des Transistors 19/4 verbunden, und die Basis des Transistors 19A ist über eine Kreuzkopplung mit dem Kollektor des Transistors 16/4 verbunden. Die Emitter der Transistoren 16/4 und 19/4 sind mit der Leitung 22/4 verbunden, welche normalerweise einer Anzahl von anderen ähnlichen Unterzellen der Speicherzelle für wahlfreien Zugriff mit zwei Anschlüssen in derselben Reihe gemeinsam wäre. Die Leitung 22A ist über eine Stromquelle mit der negativen Spannung V_EE verbunden. Der Kollektor des Transistors 19,4, welcher mit einem Knoten 2\A verbunden ist, ist auch mit der Basis der Transistoren 28/4 und 30/4 verbunden. In ähnlicher Weise ist der Kollektor des Transistors 16,4, welcher mit dem Knoten 18/4 verbunden ist, auch mit der Basis der Transistoren 24A und 26A verbunden. Eine Schottky-Diode YlA ist zwischen dem Knoten 18/4 und der Auswahlleitung 15/4 angeordnet. Die Auswahlleitung 15/4 würde auch mit einer Anzahl von anderen Unterzellen in derselben Reihe wie die Unterzelle 12 angeordnet sein. Die Schottky-Diode 2OA ist zwischen dem Knoten ZlA und der Auswahlleitung 15/4 angeordnet. Die Widerstände 29/4 und 23/4 sind zwischen der Auswahlleitung 15/4 und den Knoten 18/4 bzw. 21A angeordnet. Die Emitter der Transistoren 28A und 24A sind jeweils mit Bit-Abtast-Leitungen 25/4 und 31/4 verbunden, welche gemeinsam ein Bit-Abtast-Paar bilden. Die Emitter der Transistoren 30A und 26A sind jeweils mit Leitungen 21B bzw. 185 verbunden, welche eine Verbindung zu den Steueranschlüssen oder Kollektoranschlüssen der Unterzelle 14 bilden, wie es unten nachfolgend im einzelnen näher erläutert wird. Die Kollektoren der Transistoren 3OA und 26A sind mit der Spannungsleitung Vcc verbunden, obwohl sie auch mit der Auswahlleitung 15A verbunden sein könnten. Eine Verbindung mit Vcc anstatt mit der Auswahlleitung 15A führt zu derselben Arbeitsweise, vermindert jedoch die Kapazität der Auswahlleitung 15A, was ein wünschenswertes Ergebnis ist.

Der Aufbau der Unterzelle 14 ist dem Aufbau der Unterzelle 12 vollkommen ähnlich, und es sind auch die

Bezugszeichen ähnlich, mit der Ausnahme, daß anstatt des Buchstabens A der Buchstabe B gewählt wurde, um entsprechende Teile zu bezeichnen. Die Emitter der Transistoren 28/? und 24£? sind jedoch mit Bit-Abtast-Leitungen 31B und 255 verbunden, die ein zweites Bit-Abtast-Paar bilden. Die Unterzelle 14 hat eine getrennte Auswahlleitung 15Ä und eine getrennte Leitung 22ß, die beide weiteren Unterzellen in derselben Reihe gemeinsam sind, welche in der Zeichnung jedoch nicht dargestellt sind. Jede der Bit-Abtast-Leitungen ist an eine Stromquelle V_Ee angeschlossen. Die Emitter der Transistoren 3OZ? und 26ß sind jeweils mit Knoten 21Λ bzw. 18Λ verbunden.

Wie oben bereits erläutert wurde, ist ein Speicher mit zwei Anschlüssen oder mit einem Doppelanschluß ein solcher Speicher, bei welchem Speicherplätze über zwei verschiedene Adresseneingänge zugänglich sind. Es ist erwünscht, daß die Möglichkeit, einen Speicherplatz über zwei verschiedene Anschlüsse anzusprechen, sowohl auf den Lesevorgang als auch auf den Schreibvorgang ausgedehnt werden kann, und zwar in der Weise, daß diese beiden Vorgänge unabhängig voneinander ablaufen können, so daß der Speicherplatz in unabhängiger Weise von beiden Anschlüssen aus ausgelesen werden kann, wobei auch die Möglichkeit besteht über beide Anschlüsse in unabhängiger Weise eine Information in diesen Speicherplatz einzuschreiben. Die Auswahl, das Abtasten und das Einschreiben ist bei Speicherzellen wie bei den Unterzellen 12 und 14 an sich bekannt, ohne die Transistoren 30Λ und 2SA (oder 3OZ? und 26B). Hierzu wird beispielsweise auf die US-Patentschrift 39 19 566 hingewiesen. Weiterhin wird in diesem Zusammenhang auf die US-Patentschrift 39 14 620 hingewiesen. Die Auswahl einer der Unterzellen erfolgt dadurch, daß die zugehörige Auswahlleitung auf einen »hohen« Pegel gebracht wird. Das Einschreiben in die Unterzelle geschieht dadurch, daß Bit-Leitungs-Bedingungen hergestellt werden, welche die ausgewählte Unterzelle in den gewünschten Status bringen.

Die Doppelanschlußanordnung wird dadurch hergestellt, daß eine symmetrische gegenseitige Kopplung der zwei Speicherzellen mit je einem Anschluß herbeigeführt wird, und zwar mit einem Doppelanschluß-Speicherplatz, der direkt ansprechbar oder ansteuerbar ist. Diese symmetrische gegenseitige Kopplung erfolgt über die Transistoren 30Λ, 2SA, 3Of? und 26ß, so daß die Emitter von 30,4 und 26/4 mit den Kollektorverbindungspunkten der Unterzelle 14 und die Emitter von 30£? und 2SB mit den Kollektorveibindungspunkten der Unterzelle 12 verbunden sind.

Die betriebliche elektrische Verbindung kommt zustande, wenn der Doppelanschluß-Speicherplatz von einem der Anschlüsse aus adressiert wird, d. d., indem entweder die Auswahlleitung 15/4 hoch gelegt wird oder die Auswahlleitung 15Z? hoch gelegt wird. Wenn die Spannung der Auswahlleitung um mehr als einen Vß^Spannungsabfall über denjenigen Pegel angehoben wird, bei welchem die Auswahl nicht anspricht, werden die Emitterfolger-Verbindungstransistoren (d. h. 30Λ und 26Λ) eingeschaltet und stellen eine Verbindung her zwischen den ausgewählten Unterzellen-Kollektor-Knotenspanriungen (d. h. 2\A und 18.4) und den entsprechenden Kollektor-Verbindungspunkten in den nicht ausgewählten Unterzellen, welche dem anderen Anschluß oder den anderen Anschlüssen zugeordnet sind. Wenn beispielsweise die Unterzelle 12 ausgewählt ist, wie es oben angegeben ist, und wenn die Transistoren 28,4 und 16/4 eingeschaltet sind, dann bewirkt der Transistor 30/t, daß die Basis der Transistoren 285 und 165 hoch gelegt wird, so daß dadurch die Transistoren 28£? und 16£? eingeschaltet werden, wodurch wiederum der Knoten 18Z? tief gelegt wird, so daß die Transistoren 19S und 24S abgeschaltet werden. Da die Auswahlspannung der Unterzelle 12 einer höheren Spannung entspricht als auf der Auswahlleitung 15B, sind die Kopplungstransistoren 3OZ? und 26/? abgeschaltet, und die Informationsübertragung erfolgt in einer Richtung, und zwar von der Unterzelle 12 zur Unterzelle 14, jedoch nicht umgekehrt. Eine Informationsübertragung von einer Unterzelle zur anderen erfolgt nur dann, wenn eine Auswahlleitung hoch gelegt ist und die andere tief gelegt ist. Die folgende Tabelle veranschaulicht die Arbeitsweise.

Auswahlleitung 15/4 Auswahlleitung 15Z? Übertragung

Tief Tief keine Übertragung

Tief Hoch von Unterzelle 14 — Unterzelle 12

Hoch Tief von Unterzelle 12 — Unterzelle 14

Hoch Hoch keine Übertragung

Es ist zu bemerken, daß selbst dann, wenn eine Doppelanschluß-Speicherzelle für Direktzugriff von beiden Anschlüssen her ausgewählt wird, d. h., wrnn beide Auswahlleitungen 15/4 und 15/? hoch gelegt sind, eine Wirkung von einem Anschluß die Wirkung des anderen Anschlusses nicht beeinträchtigen kann, so daß die gewünschte Unabhängigkeit erreicht ist. Wenn ein Schreibvorgang von beiden Anschlüssen her erfolgt, kann die endgültige Speicherinformation dadurch gesteuert werden, daß eine Adresse vor der anderen abgeschaltet wird. Der Inhalt einer beliebigen ausgewählten Unterzelle wird automatisch in alle anderen, nicht ausgewählten Unterzellen der speziellen Doppelanschluß-Speicherzelle mit Direktzugriff eingeschrieben.

Ein typischer Wert für Vcc ist Null Volt und für V^ beträgt ein typischer Wert — 5,2 Volt. Typische Spannungen für die Auswahlleitungen sind —1,0 Volt für die Auswahlspannung und —2,0 Volt für die nicht ausgewählte Spannung. Die Stromquellen auf den Leitungen 22/4 und 22/? liefern typischerweise 40 Mikroampere. Die typische Vorwärtsspannung der Schottky-Dioden wie 17,4 und 20/4 beträgt 0,5 Volt. Somit würde die eine Seite einer nicht ausgewählten Speicherzelle auf etwa —2,5 Volt liegen, und die Schottky-Diode der gegenüberliegenden Seite der Zelle wäre abgeschaltet. Die Bit-Abtast-Leitungen, welche mit dieser Unterzelle verbunden sind, werden derart vorgespannt, daß die Ausgangstransistoren wie 2SA und 24A abgeschaltet wären, während die Unterzelle nicht ausgewählt ist. Wenn die Unterzelle ausgewählt ist und die Auswahlleitung von —2,0 Volt auf

— 1,0 Volt übergeht, steigt uie Spannung an dem Kollektor-Verbindungspunkt auf der eingeschalteten Seite von

— 2,5 Volt auf —1,5 Volt an, wodurch der Ausgangstransistor auf der Einschallseite der Speicherzelle einge-

schaltet wird, weil der (nicht dargestellte) Abtastverstärker, welcher mit den Bit-Auswahlleitungen verbunden ist, in beiden Fällen auf etwa -1,25VoIt vorgespannt ist (der Mittelpunkt der Spannungsauslenkung am Speicherzellenkollektor). Es fließt jedoch kein zusätzlicher Strom von einer Zelle zu der Bit-Abtastleitung auf der Abschaltseite der Unterzelle. Deshalb wird der Strom in der Stromquelle am Ende der Bit-Abtastleitung vollständig durch den Abtastverstärker geliefert. Auf der Einschaltseite der Speicherzelle vermindert jedoch der zusätzliche Strom, welcher von der Speicherzelle in die Bit-Abtastleitung fließt, denjenigen Strom, welcher durch den Abtastverstärker geliefert wird, wodurch der Abtastverstärker sein Ausgangssignal ansteigen läßt. Für eine genauere Beschreibung der Vorgänge im Zusammenhang mit der Abtastung und dem Einschreiben wird auf die obigen Patentschriften hingewiesen, welche hiermit zum Offenbarungsinhalt der vorliegenden ίο Beschreibung erklärt werden. Ein anderer oder weiterer Abtastverstärker, welcher gemäß der Erfindung verwendet werden könnte, wird in der US-PS 40 99 070 beschrieben. Dieses Patent geht auf dieselbe Anmelderin zurück wie die vorliegende Anmeldung.

Die F i g. 2 beschreibt eine Schaltung, welche zwei Schottky-Dioden aufweist, die parallel und gegeneinander

geschaltet sind. Wenn der Transistor 26/1 und der Transistor 26ß entfallen und eine Schaltung gemäß Fig. 2

zwischen den Kollektor-Verbindungspunkten 18/1 und 18Ö angeordnet wird und wenn eine weitere Schaltung

gemäß Fig. 2 zwischen den Kollektor-Verbindungspunkten 21/1 und 215 vorgesehen wird, wobei weiterhin die

Transistoren 30/4 und 30ß entfallen, ergibt sich eine alternative Schaltungsanordung für eine erfindungsgemäße Doppelanschluß-Speicherzeile mit Direktzugriff. Dabei wird jedoch der Nachteil in Kauf genommen, daß der Strom zur Informationsübertragung von der ausgewählten Unterzelle zu den nicht ausgewählten Unterzellen durch die ausgewählte Unterzelle geliefert werden muß, während bei der Ausführungsform gemäß F i g. 1 der

meiste Strom, welcher für die Informationsübertragung benötigt wird, von Vcc kommt.

In der F i g. 3 ist eine Doppelanschluß-Speicherschaltung dargestellt, welche eine Mehrzahl von Speicherzellen derjenigen Art verwendet, die oben anhand der F i g. 1 erläutert wurden. Die Doppelanschluß-Speicherzellen 10 und 10' bestehen jeweils aus zwei Unterzellen (12 und 14 bzw. 12' und 14'). Obwohl nur zwei Doppelanschluß-Speicherzellen in der F i g. 3 dargestellt sind, ist offensichtlich, daß zusätzliche Doppelanschluß-Speicherzellen vorgesehen werden können. Die Unterzelle 12 wird durch die Auswahlleitung 15/4 ausgewählt, wie es oben bereits erläutert wurde. Die Unterzelle 12' wird durch die Auswahlleitung 15A ausgewählt. Die Spannungen der Auswahlleitungen 15/4 und 15/4' werden durch den Auswahlblock 42Λ festgelegt. Die Einzelheiten des Auswahlblockes 42Λ sind in der US-PS 39 14 620 beschrieben. In ähnlicher Weise werden die Unterzellen 14 und 14' durch die Auswahlleitungen 15ß bzw. 15ß' ausgewählt, welche an den Auswahlblock 42ßangeschlossen sind, der ähnlich aufgebaut ist wie der Auswahlblock 42/4.

Die Unterzellen 12 und 12' sind mit den Bit-Abtastleitungen 31Λ und 25/4 verbunden, welche an den Schreib-Lese-Block AOA angeschlossen sind. Da das Einschreiben und das Abtasten im Zusammenhang mit den Unterzellen oben bereits erläutert wurde, erübrigt sich eine Wiederholung der entsprechenden Erklärung. In ähnlicher Weise werden die Unterzellen 14 und 14' mit den Bit-Abtastleitungen 31ß und 25ß verbunden, welche mit dem Schreib-Abtast-Block 40ß verbunden sind, der ähnlich aufgebaut ist wie der Schreib-Abtast-Block 4OA Eines der wesentlichen Merkmale der erfindungsgemäßen Doppelanschluß-Speicherzelle besteht darin, daß die Möglichkeit geschaffen wird, daß der Schreib-Abtast-Block 40/1 und der Schreib-Abtast-Block 40ß zwar gleichzeitig, jedoch unabhängig voneinander arbeiten können. Beispielsweise können gleichzeitig Daten in die Doppelanschluß-Speicherzellen 10 und 10' eingeschrieben werden. Eine Möglichkeit besteht darin, daß der Auswahlblock 42/4 die Doppelanschluß-Speicherzelle 10 dadurch gewählt, daß der Auswahlleitung 15Λ die Möglichkeit gegeben wird, auf einer hohen Spannung zu liegen, während die Auswahlleitung 15/4' auf einer niedrigen Spannung gehalten wird. Der Schreib-Abtast-Block 40/4 kann dann Daten in die Unterzelle 12 einschreiben. Gleichzeitig kann der Auswahlblock 42ßdie Doppelanschluß-Speicherzelle 10' dadurch auswählen, daß die Auswahlleitung 15ß' in die Lage versetzt wird, eine hohe Spannung anzunehmen, während die Auswahlleitung 15ß auf einer niedrigen Spannung gehalten wird. Der Schreib-Abtast-Block 40ß kann dann dazu verwendet werden, Daten in die Unterzelle 14' einzuschreiben. Wie oben bereits erläutert wurde, bewirkt die Arbeitsweise der Doppelanschluß-Speicherzelle, daß die in die Unterzelle 12 eingeschriebenen Daten in die Unterzelle 14 übertragen werden, und es wird weiterhin bewirkt, daß die in die Unterzelle 14' eingeschriebenen Daten in die Unterzelle 12' so übertragen werden. Aufgrund der Unterzellen-Datenübertragung, welche innerhalb jeder Doppelanschluß-Speicherzelle durchgeführt wird, ist es dann leicht möglich, während der nachfolgenden Speicheroperation die Daten abzutasten, welche in der Doppelanschluß-Speicherzelle 10 gespeichert sind, indem der Schreib-Abtast-Block 40ß verwendet wird und die Daten abgetastet werden, weiche in der Doppelanschluß-Speicherzelle 10' gespeichert sind, und zwar unter Verwendung des Schreib-Abtast-Blockes 4OA Es sollte offensichtlich sein, daß es auch möglich ist. Daten in die Doppelanschluß-Speicherzelle 10 einzuschreiben, indem der Schreib-Abtast-Block 40/4 verwendet wird, während die in der Doppelanschluß-Speicherzelle 10' gespeicherten Daten abgetastet werden, indem der Schreib-Abtast-Block 40ß verwendet wird oder umgekehrt

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Koppelungsschaltung für eine Speicherzelle mit einer ersten und einer zweiten Unterzelle, die jeweils erste und zweite bzw. dritte und vierte kreuzgekoppelte Transistoren aufweisen, und mit einer ersten Auswahlleitung zur Auswahl der ersten Unterzelle sowie einer zweiten Auswahlleitung zur Auswahl der zweiten Unterzelle, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelungsschaltung erste, zweite, dritte und vierte Koppelungstransistoren (3OA, 26A, 3OB, 26 β) aufweist, daß der erste bzw. der zweite Koppelungstransistor (3OA 26/4) mit seiner Basis jeweils mit der Basis des ersten bzw. des zweiten kreuzgekoppelten Transistors (16A bzw. 19A) verbunden ist, während die Emitter des ersten bzw. zweiten Koppelungstransistors (3OA, 26A) jeweils mit der Basis des dritten bzw. des vierten kreuzgekoppelten Transistors (16ß bzw. 19ß) verbunden sind, und daß der dritte bzw. der vierte Koppelungstransistor (30ß bzw. 26B) mit seiner Basis jeweils mit der Basis des dritten bzw. des vierten kreuzgekoppelten Transistors (16ß bzw. 19ß) verbunden ist, während die Emitter des dritten bzw. vierten Koppelungstransistors (3OB, 26ß) jeweils mit der Basis des ersten bzw. des zweiten kreuzgekoppelten Transistors (16/4 bzw. 19/4) verbunden sind, um in Ansprache auf die erste, mit dem ersten und zweiten kreuzgekoppelten Transistor in Verbindung stehende, oder die zweite, mit dem dritten und vierten kreuzgekc-ppelten Transistor in Verbindung stehende Auswahlleitung den in der ausgewählten Unterzelle gespeicherten Status auch in der anderen Unterzelle abzuspeichern.

2. Koppelungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß anstatt der vier Koppelungstransistoren ein erstes Paar von parallel zueinander und entgegengesetzt zueinander geschalteten Dioden (F i g. 2) vorgesehen ist, welches zwischen den Kollektoren des ersten und des dritten kreuzgekoppelten Transistors (16Λ bzw. 16ß) angeordnet ist, und daß weiterhin ein zweites Paar von parallel zueinander und entgegengesetzt zueinander geschalteten Dioden vorgesehen ist, welches zwischen den Kollektoren des zweiten und des vierten kreuzgekoppelten Transistors (19/4 bzw. 19ß) angeordnet ist.