[发明专利]半导体装置、数据读出方法、以及微型计算机

说明书

技术领域

本发明涉及具备存储器单元和读出放大器的半导体装置、数据读出方法、以及微型计算机，特别是涉及适合抑制电路尺寸、并高精度地进行低电压下的数据的读出的半导体装置、数据读出方法、以及微型计算机。

背景技术

近年来，低电压动作的电子设备增加，安装在这样的电子设备上的存储器也要求例如以1.0V以下的电源电压进行动作。

然而，低电压下的动作中，写入存储器单元的“1”或者“0”的信息的电压差变得微小，所以在读出写入到存储器单元的信息（1或者0）时，需要提高对该信息的电压进行放大来输出的读出放大器中的该信息（1或者0）的电压差的辨别精度。

即、电源电压为1.0V的情况下，如果信息“1”的电压从0．6V变为1.0V，信息“0”的电压从0.0V变为0.4V，则需要以“0.2V（＝0.6V-0.4V）”来辨别信息“1”与信息“0”的差。

因此，在精度较低的读出放大器中，存储器单元的偏差较大的情况下，在低电压下的动作时，不能够正确地读出信息（1或者0）。

为了应对这样的问题，在以往技术中，例如如图7所示，在存储器单元阵列部71中，对一个数据（信息）设置存储器单元A和存储器单元B两个作为一对，在对存储器单元A写入数据时，使该数据反转，并写入存储器单元B，在读出数据时，通过差动读出放大器（图中，记载为“SA”）72读出写入到存储器单元A、B中的各个数据，从而允许在低电压时变得显著的存储器单元的偏差，而正确地读出数据（参照专利文献1、2）。

专利文献1：日本特开2008-065966号公报

专利文献2：日本特开2008-117510号公报

然而，在上述的以往技术中，针对一个数据需要存储器单元A和存储器单元B两个存储器单元，所以存在存储器单元阵列部的面积变为2倍的问题点。另外，存在在读出期间内，读出放大器的电流持续流动的问题点。

发明内容

本发明是为了解决上述问题点而完成的，其目的在于能够以更少的存储器单元数量使低电压动作下的数据读出动作的精度提高，并抑制进行低电压下的数据的读出动作的半导体装置的电路规模的增大。

为了实现上述目的，本发明的半导体装置具备：数据存储单元，其存储数据；参照数据存储单元，其对用于与上述数据的比较的参照数据进行存储；反转数据存储单元，其对将上述参照数据反转后的反转数据进行存储；读出放大器部，其进行第1读出处理以及第2读出处理，在第1读出处理中，若对存储在上述数据存储单元中的数据和存储在上述参照数据存储单元中的上述参照数据进行差动放大，而各个数据的电压差变为预先决定的可读出电压差，则使输出变化；在第2读出处理中，若对存储在上述数据存储单元中的数据和存储在上述反转数据存储单元中的上述反转数据进行差动放大，而各个数据的电压差变为上述可读出电压差，则使输出变化；以及数据输出部，其基于由上述读出放大器部进行的上述第1读出处理的结果和上述第2读出处理的结果来决定存储在上述数据存储单元中的数据，并进行输出。

另一方面，为了实现上述目的，本发明的数据读出方法是具备存储数据的数据存储单元、对用于与上述数据的比较的参照数据进行存储的参照数据存储单元、对将上述参照数据反转后的反转数据进行存储的反转数据存储单元、以及读出放大器的半导体装置的数据读出方法，包括：若对存储在上述数据存储单元中的数据和存储在上述参照数据存储单元中的上述参照数据进行差动放大，而各个数据的电压差变为预先决定的可读出电压差，则使输出变化的第1读出步骤；若对存储在上述数据存储单元中的数据和存储在上述反转数据存储单元中的上述反转数据进行差动放大，而各个数据的电压差变为上述可读出电压差，则使输出变化的第2读出步骤；基于上述第1读出步骤中的结果和上述第2读出步骤中的结果来决定存储在上述数据存储单元中的数据并进行输出的数据输出步骤。

另一方面，为了实现上述目的，本发明的微型计算机具备上述半导体装置、经由总线访问该半导体装置的数据存储单元的中央处理装置。

根据本发明，能够以更少的存储器单元数量使低电压动作下的数据读出动作的精度提高，并能够抑制具备低电压下的数据读出动作的存储器的半导体装置的电路规模的增大。

附图说明

图1是表示实施方式所涉及的半导体装置的构成例的电路图。

图2是表示图1中的半导体装置的动作例的说明图。

图3是表示实施方式所涉及的半导体装置的另一构成例的电路图。

图4是表示图3中的半导体装置的动作例的说明图。