微机原理与接口技术存储器.ppt

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1、内内内内 容容容容 提提提提 要要要要6.1 6.1 概述概述概述概述6.2 6.2 存储器的种类存储器的种类存储器的种类存储器的种类6.2.1 6.2.1 随机存取存储器随机存取存储器随机存取存储器随机存取存储器RAM RAM 6.2.2 ROM 6.2.2 ROM 6.3 6.3 存储器的应用存储器的应用存储器的应用存储器的应用 6.4 6.4 存储器好用芯片简介存储器好用芯片简介存储器好用芯片简介存储器好用芯片简介 2022/11/11 在实训中，我们对存储器有了一个定性的相识，它能够将信在实训中，我们对存储器有了一个定性的相识，它能够将信在实训中，我们对存储器有了一个定性的相识，它能够

2、将信在实训中，我们对存储器有了一个定性的相识，它能够将信息存储起来，并且可以依据须要从相应的地址取出信息。息存储起来，并且可以依据须要从相应的地址取出信息。息存储起来，并且可以依据须要从相应的地址取出信息。息存储起来，并且可以依据须要从相应的地址取出信息。在实际应用中，存储器也是数字系统和计算机中不行缺少的在实际应用中，存储器也是数字系统和计算机中不行缺少的在实际应用中，存储器也是数字系统和计算机中不行缺少的在实际应用中，存储器也是数字系统和计算机中不行缺少的组成部分，用来存放数据、资料及运算程序等二进制信息。若干组成部分，用来存放数据、资料及运算程序等二进制信息。若干组成部分，用来存放数据、

3、资料及运算程序等二进制信息。若干组成部分，用来存放数据、资料及运算程序等二进制信息。若干位二进制信息（例照实训中所运用的位二进制信息（例照实训中所运用的位二进制信息（例照实训中所运用的位二进制信息（例照实训中所运用的27642764就是就是就是就是8 8位的存储器）构位的存储器）构位的存储器）构位的存储器）构成一个字节。一个存储器能够存储大量的字节，实训中成一个字节。一个存储器能够存储大量的字节，实训中成一个字节。一个存储器能够存储大量的字节，实训中成一个字节。一个存储器能够存储大量的字节，实训中27642764能够能够能够能够存储存储存储存储8K8K个字节，其存储容量为个字节，其存储容量为个

4、字节，其存储容量为个字节，其存储容量为8K8=64KB8K8=64KB。“2764”“2764”中的中的中的中的“64”“64”就代表了存储器芯片的容量。就代表了存储器芯片的容量。就代表了存储器芯片的容量。就代表了存储器芯片的容量。大规模集成电路存储器的种类很多，不同的存储器，存储容大规模集成电路存储器的种类很多，不同的存储器，存储容大规模集成电路存储器的种类很多，不同的存储器，存储容大规模集成电路存储器的种类很多，不同的存储器，存储容量不同，具有的功能也有确定的差异，驾驭和运用不同的存储器，量不同，具有的功能也有确定的差异，驾驭和运用不同的存储器，量不同，具有的功能也有确定的差异，驾驭和运用

5、不同的存储器，量不同，具有的功能也有确定的差异，驾驭和运用不同的存储器，是学习数字电路和今后工作中特别重要的内容。是学习数字电路和今后工作中特别重要的内容。是学习数字电路和今后工作中特别重要的内容。是学习数字电路和今后工作中特别重要的内容。6.1 6.1 概述概述概述概述2022/11/12 依据内部信息的存取方式，存储器通常可以分为依据内部信息的存取方式，存储器通常可以分为依据内部信息的存取方式，存储器通常可以分为依据内部信息的存取方式，存储器通常可以分为RAMRAM和和和和ROMROM；RAM RAM按刷新方式可分为静态存储器按刷新方式可分为静态存储器按刷新方式可分为静态存储器按刷新方式可

6、分为静态存储器SRAMSRAM和动态存储器和动态存储器和动态存储器和动态存储器DRAMDRAM；ROMROM按数据输入方式可分为掩膜按数据输入方式可分为掩膜按数据输入方式可分为掩膜按数据输入方式可分为掩膜ROMROM、可编程、可编程、可编程、可编程PROMPROM和和和和EPROMEPROM等。等。等。等。6.2 6.2 存储器的种类存储器的种类存储器的种类存储器的种类6.2.1 6.2.1 随机存取存储器随机存取存储器随机存取存储器随机存取存储器RAM RAM 随机存取存储器随机存取存储器随机存取存储器随机存取存储器RAMRAM用于存放二进制信息（数据、用于存放二进制信息（数据、用于存放二进

7、制信息（数据、用于存放二进制信息（数据、程序指令和运算的中间结果程序指令和运算的中间结果程序指令和运算的中间结果程序指令和运算的中间结果等）。它可以在随意时刻，等）。它可以在随意时刻，等）。它可以在随意时刻，等）。它可以在随意时刻，对随意选中的存储单元进行对随意选中的存储单元进行对随意选中的存储单元进行对随意选中的存储单元进行信息的存入（写）或取出信息的存入（写）或取出信息的存入（写）或取出信息的存入（写）或取出（读）的信息操作，因此称（读）的信息操作，因此称（读）的信息操作，因此称（读）的信息操作，因此称为随机存取存储器。其结构为随机存取存储器。其结构为随机存取存储器。其结构为随机存取存储器

8、。其结构示意图如图示意图如图示意图如图示意图如图6.26.2所示。所示。所示。所示。图图图图 6.2 RAM6.2 RAM结构示意图结构示意图结构示意图结构示意图 RAM RAM的结构的结构的结构的结构 随机存取存储器一般由存储矩阵、地址译码器、片选限制和读随机存取存储器一般由存储矩阵、地址译码器、片选限制和读随机存取存储器一般由存储矩阵、地址译码器、片选限制和读随机存取存储器一般由存储矩阵、地址译码器、片选限制和读/写限制电写限制电写限制电写限制电路等组成，参见图路等组成，参见图路等组成，参见图路等组成，参见图6.26.2。2022/11/13 该部分是存储器的主体，由若干个存储单元组成。每

9、个存储单元可存放一该部分是存储器的主体，由若干个存储单元组成。每个存储单元可存放一该部分是存储器的主体，由若干个存储单元组成。每个存储单元可存放一该部分是存储器的主体，由若干个存储单元组成。每个存储单元可存放一位二进制信息。为了存取便利，通常将这些存储单元设计成矩阵形式，即若干位二进制信息。为了存取便利，通常将这些存储单元设计成矩阵形式，即若干位二进制信息。为了存取便利，通常将这些存储单元设计成矩阵形式，即若干位二进制信息。为了存取便利，通常将这些存储单元设计成矩阵形式，即若干行和若干列。例如，一个容量为行和若干列。例如，一个容量为行和若干列。例如，一个容量为行和若干列。例如，一个容量为256

10、42564（256256个字，每个字个字，每个字个字，每个字个字，每个字4 4位）的存储器，共位）的存储器，共位）的存储器，共位）的存储器，共有有有有10241024个存储单元，这些单元可排成如图个存储单元，这些单元可排成如图个存储单元，这些单元可排成如图个存储单元，这些单元可排成如图6.36.3所示的所示的所示的所示的3232行行行行3232列的矩阵。列的矩阵。列的矩阵。列的矩阵。1.1.存储矩阵存储矩阵存储矩阵存储矩阵图图图图6.3 RAM6.3 RAM存储矩阵存储矩阵存储矩阵存储矩阵 说说说说 明明明明 图图图图9.39.3中，每行有中，每行有中，每行有中，每行有3232个存储单元（圆个

11、存储单元（圆个存储单元（圆个存储单元（圆圈代表存储单元）圈代表存储单元）圈代表存储单元）圈代表存储单元）每每每每4 4个存储单元为个存储单元为个存储单元为个存储单元为一个字，因此每列一个字，因此每列一个字，因此每列一个字，因此每列可存储可存储可存储可存储8 8个字，称为个字，称为个字，称为个字，称为8 8个字列。个字列。个字列。个字列。每根行选择线选每根行选择线选每根行选择线选每根行选择线选中一行，每根列选中一行，每根列选中一行，每根列选中一行，每根列选择线选中一列。择线选中一列。择线选中一列。择线选中一列。因此，该因此，该因此，该因此，该RAMRAM存储矩阵共须要存储矩阵共须要存储矩阵共须要

12、存储矩阵共须要3232根行选择线根行选择线根行选择线根行选择线X0X31X0X31和和和和8 8根列选择线根列选择线根列选择线根列选择线Y0Y7Y0Y7。2022/11/14 综上所述，一片综上所述，一片综上所述，一片综上所述，一片RAMRAM由若干个字组成（每个字由若干位组成，由若干个字组成（每个字由若干位组成，由若干个字组成（每个字由若干位组成，由若干个字组成（每个字由若干位组成，例如例如例如例如4 4位、位、位、位、8 8位、位、位、位、1616位等）。通常信息的读写是以字为单位进行的，位等）。通常信息的读写是以字为单位进行的，位等）。通常信息的读写是以字为单位进行的，位等）。通常信息的

13、读写是以字为单位进行的，为了区分不同的字，将存放同一个字的存储单元编为一组，并赐予为了区分不同的字，将存放同一个字的存储单元编为一组，并赐予为了区分不同的字，将存放同一个字的存储单元编为一组，并赐予为了区分不同的字，将存放同一个字的存储单元编为一组，并赐予一个号码，称为地址。不同的字具有不同的地址，从而在进行读写一个号码，称为地址。不同的字具有不同的地址，从而在进行读写一个号码，称为地址。不同的字具有不同的地址，从而在进行读写一个号码，称为地址。不同的字具有不同的地址，从而在进行读写操作时，便可以依据地址选择欲访问的单元。操作时，便可以依据地址选择欲访问的单元。操作时，便可以依据地址选择欲访问

14、的单元。操作时，便可以依据地址选择欲访问的单元。地址的选择是通过地址译码器来实现的。地址的选择是通过地址译码器来实现的。地址的选择是通过地址译码器来实现的。地址的选择是通过地址译码器来实现的。在存储器中，通常将输入地址分为两部分，分别由行译码器和在存储器中，通常将输入地址分为两部分，分别由行译码器和在存储器中，通常将输入地址分为两部分，分别由行译码器和在存储器中，通常将输入地址分为两部分，分别由行译码器和列译码器译码。例如，上述的列译码器译码。例如，上述的列译码器译码。例如，上述的列译码器译码。例如，上述的2564RAM2564RAM的存储矩阵，的存储矩阵，的存储矩阵，的存储矩阵，256256

15、个字须个字须个字须个字须要要要要8 8根地址线（根地址线（根地址线（根地址线（A7A7A0A0）区分（）区分（）区分（）区分（28=25628=256）。其中地址码的低）。其中地址码的低）。其中地址码的低）。其中地址码的低5 5位位位位A4A4A0A0作为行译码输入，产生作为行译码输入，产生作为行译码输入，产生作为行译码输入，产生25=3225=32根行选择线，地址码的高根行选择线，地址码的高根行选择线，地址码的高根行选择线，地址码的高3 3位位位位A7A7A5A5用于列译码，产生用于列译码，产生用于列译码，产生用于列译码，产生23=823=8根列选择线，只有当行选择线和列选根列选择线，只有当

16、行选择线和列选根列选择线，只有当行选择线和列选根列选择线，只有当行选择线和列选择线都被选中的单元，才能被访问。择线都被选中的单元，才能被访问。择线都被选中的单元，才能被访问。择线都被选中的单元，才能被访问。例如，若输入地址例如，若输入地址例如，若输入地址例如，若输入地址A7A7A0 A0 为为为为0001111100011111时，位于时，位于时，位于时，位于X31X31和和和和Y0Y0交叉交叉交叉交叉处的单元被选中，可以对该单元进行读写操作。处的单元被选中，可以对该单元进行读写操作。处的单元被选中，可以对该单元进行读写操作。处的单元被选中，可以对该单元进行读写操作。2.地址译码器地址译码器2

17、022/11/15 数字系统中的数字系统中的数字系统中的数字系统中的R RAMAM一一一一般般般般由由由由多多多多片片片片组组组组成成成成，而而而而系系系系统统统统每每每每次次次次读读读读写写写写时时时时，只只只只选选选选中中中中其其其其中中中中的的的的一一一一片片片片（或或或或几几几几片片片片）进进进进行行行行读读读读写写写写，因因因因此此此此在在在在每每每每片片片片RAMRAM上上上上均均均均加加加加有有有有片片片片选选选选信信信信号号号号线线线线 。只只只只有有有有该该该该信信信信号号号号有有有有效效效效（=0=0）时时时时，RAMRAM才才才才被被被被选选选选中中中中，可可可可以以以以

18、对对对对其其其其进进进进行行行行读读读读写写写写操操操操作作作作，否否否否则则则则该该该该芯芯芯芯片片片片不不不不工工工工作作作作。某某某某芯芯芯芯片片片片被被被被选选选选中中中中后后后后，该该该该芯芯芯芯片片片片执执执执行行行行读读读读还还还还是是是是写写写写操操操操作作作作由由由由读读读读写写写写信信信信号号号号R R/限限限限制制制制。图图图图6.46.4所所所所示示示示为为为为片片片片选选选选与与与与读读读读写限制电路。写限制电路。写限制电路。写限制电路。3.3.读读读读/写与片选限制写与片选限制写与片选限制写与片选限制图图图图6.4 6.4 片选与读写限制电路片选与读写限制电路片选与

19、读写限制电路片选与读写限制电路 当当当当片片片片选选选选信信信信号号号号 =1=1时时时时，三三三三态态态态门门门门GG1 1，GG2 2，GG3 3均均均均为为为为高高高高阻阻阻阻态态态态，此此此此片片片片未未未未选选选选中中中中，不不不不能能能能进进进进行行行行读读读读或或或或写写写写操操操操作作作作。当当当当片片片片选选选选信信信信号号号号 =0=0时时时时，芯芯芯芯片片片片被被被被选选选选中中中中。若若若若R R/=1=1，则则则则GG3 3导导导导通通通通，GG1 1、GG2 2高高高高阻阻阻阻态态态态截截截截止止止止。此此此此时时时时 若若若若 输输输输 入入入入 地地地地 址址址

20、址 A A7 7 A A0 0为为为为0001111100011111，于于于于是是是是位位位位于于于于3131，00的的的的存储单元所存储的信息送出到存储单元所存储的信息送出到存储单元所存储的信息送出到存储单元所存储的信息送出到限制电路工作原理限制电路工作原理限制电路工作原理限制电路工作原理I I/O O端端端端，存存存存储储储储器器器器执执执执行行行行的的的的是是是是读读读读操操操操作作作作；若若若若R R/=0=0，则则则则GG1 1、GG2 2导导导导通通通通，GG3 3高高高高阻阻阻阻态态态态截截截截止止止止，I I/O O端端端端的的的的数数数数据据据据以以以以互互互互补补补补的的

21、的的形形形形式式式式出出出出现现现现在在在在数数数数据据据据线线线线D D、上上上上，并并并并被被被被存存存存入入入入3131，00存存存存储储储储单单单单元元元元，存储器执行的是写操作。存储器执行的是写操作。存储器执行的是写操作。存储器执行的是写操作。小小小小 结结结结 =1 =1时：全部的时：全部的时：全部的时：全部的I/O I/O 端均被禁止，不能进端均被禁止，不能进端均被禁止，不能进端均被禁止，不能进行读或写操作。行读或写操作。行读或写操作。行读或写操作。=0 =0时：时：时：时：R R/=1/=1，执行读操作，将存储单元中的，执行读操作，将存储单元中的，执行读操作，将存储单元中的，执

22、行读操作，将存储单元中的数据送到输出端；数据送到输出端；数据送到输出端；数据送到输出端；R R/=0/=0，执行写操作，将，执行写操作，将，执行写操作，将，执行写操作，将I I/O O端数据写入端数据写入端数据写入端数据写入存储单元中。存储单元中。存储单元中。存储单元中。2022/11/16 RAMRAM的存储单元的存储单元的存储单元的存储单元 RAMRAM的核心元件是存储矩阵中的存储单元，按工作原理分，的核心元件是存储矩阵中的存储单元，按工作原理分，的核心元件是存储矩阵中的存储单元，按工作原理分，的核心元件是存储矩阵中的存储单元，按工作原理分，RAMRAM的存储的存储的存储的存储单元可分为单

23、元可分为单元可分为单元可分为静态存储单元静态存储单元静态存储单元静态存储单元和和和和动态存储单元动态存储单元动态存储单元动态存储单元。1.1.静态存储单元静态存储单元静态存储单元静态存储单元(SRAM)(SRAM)图图图图6.5 6.5 六管六管六管六管CMOSCMOS静态存储单元静态存储单元静态存储单元静态存储单元 静态存储单元是在静态触发器的基静态存储单元是在静态触发器的基静态存储单元是在静态触发器的基静态存储单元是在静态触发器的基础上附加门控管而构成的。因此，它是础上附加门控管而构成的。因此，它是础上附加门控管而构成的。因此，它是础上附加门控管而构成的。因此，它是靠触发器的自保功能存储数

24、据的。靠触发器的自保功能存储数据的。靠触发器的自保功能存储数据的。靠触发器的自保功能存储数据的。图图图图6.56.5是用六只是用六只是用六只是用六只CMOSCMOS管（增加型）管（增加型）管（增加型）管（增加型）组成的静态存储单元。其工作原理简述组成的静态存储单元。其工作原理简述组成的静态存储单元。其工作原理简述组成的静态存储单元。其工作原理简述如下。如下。如下。如下。图中图中图中图中CMOST1T4CMOST1T4构成基本构成基本构成基本构成基本RSRS触发触发触发触发器，用于存储一位二进制信息。器，用于存储一位二进制信息。器，用于存储一位二进制信息。器，用于存储一位二进制信息。T5T5，T

25、6T6管是触发器与位线管是触发器与位线管是触发器与位线管是触发器与位线XiXi间的门控管，限制间的门控管，限制间的门控管，限制间的门控管，限制触发器与位线的接通与断开。触发器与位线的接通与断开。触发器与位线的接通与断开。触发器与位线的接通与断开。T7 T7，T8T8管限制位线与数据线管限制位线与数据线管限制位线与数据线管限制位线与数据线D D、的通断。的通断。的通断。的通断。接受六管接受六管接受六管接受六管CMOSCMOS静态存储单元的常用静态静态存储单元的常用静态静态存储单元的常用静态静态存储单元的常用静态RAMRAM芯片有芯片有芯片有芯片有61166116（2K82K8）、）、）、）、62

26、646264（8K88K8），），），），6225662256（32K832K8）等。这些芯片由于接受了）等。这些芯片由于接受了）等。这些芯片由于接受了）等。这些芯片由于接受了CMOSCMOS，故它的静，故它的静，故它的静，故它的静态功耗微小，因此在沟通电源断电时，可以用小型锂电池供电，以长期保存所态功耗微小，因此在沟通电源断电时，可以用小型锂电池供电，以长期保存所态功耗微小，因此在沟通电源断电时，可以用小型锂电池供电，以长期保存所态功耗微小，因此在沟通电源断电时，可以用小型锂电池供电，以长期保存所存储的信息。从而弥补了其他半导体存储器断电后信息消逝的缺点。存储的信息。从而弥补了其他半导体存储

27、器断电后信息消逝的缺点。存储的信息。从而弥补了其他半导体存储器断电后信息消逝的缺点。存储的信息。从而弥补了其他半导体存储器断电后信息消逝的缺点。关于图形符号的说明关于图形符号的说明关于图形符号的说明关于图形符号的说明 它是浮栅雪崩式它是浮栅雪崩式MOS管，简称管，简称FAMOS管。图中用管。图中用栅极上的小圆圈表示栅极上的小圆圈表示T2、T4为为P沟道沟道MOS管，而栅极上管，而栅极上没有小圆圈的为没有小圆圈的为N沟道沟道MOS管。管。2022/11/17 RAM RAM动态存储单元，是利用动态存储单元，是利用动态存储单元，是利用动态存储单元，是利用MOSMOS管栅极电容的暂存作用来管栅极电容

28、的暂存作用来管栅极电容的暂存作用来管栅极电容的暂存作用来存储信息的，考虑电容器上的电荷不行避开地因漏电等因素而存储信息的，考虑电容器上的电荷不行避开地因漏电等因素而存储信息的，考虑电容器上的电荷不行避开地因漏电等因素而存储信息的，考虑电容器上的电荷不行避开地因漏电等因素而损失，为保持原存储信息不变，须要不间断地对存储信息的电损失，为保持原存储信息不变，须要不间断地对存储信息的电损失，为保持原存储信息不变，须要不间断地对存储信息的电损失，为保持原存储信息不变，须要不间断地对存储信息的电容定时地进行充电（也称刷新）。容定时地进行充电（也称刷新）。容定时地进行充电（也称刷新）。容定时地进行充电（也称

29、刷新）。动态动态动态动态RAM8118RAM8118是接受三管动态存储单元的一种，它的存储是接受三管动态存储单元的一种，它的存储是接受三管动态存储单元的一种，它的存储是接受三管动态存储单元的一种，它的存储容量为容量为容量为容量为16K116K1位。位。位。位。动态存储单元比静态存储单元所用元件少、集成度高，适动态存储单元比静态存储单元所用元件少、集成度高，适动态存储单元比静态存储单元所用元件少、集成度高，适动态存储单元比静态存储单元所用元件少、集成度高，适用于大容量存储器。静态存储单元虽然运用元件多，集成度低，用于大容量存储器。静态存储单元虽然运用元件多，集成度低，用于大容量存储器。静态存储单

30、元虽然运用元件多，集成度低，用于大容量存储器。静态存储单元虽然运用元件多，集成度低，但不须要刷新电路，运用便利，适用于小容量存储器。随着新但不须要刷新电路，运用便利，适用于小容量存储器。随着新但不须要刷新电路，运用便利，适用于小容量存储器。随着新但不须要刷新电路，运用便利，适用于小容量存储器。随着新技术的开发，目前静态存储单元的集成度已大大提高，再加上技术的开发，目前静态存储单元的集成度已大大提高，再加上技术的开发，目前静态存储单元的集成度已大大提高，再加上技术的开发，目前静态存储单元的集成度已大大提高，再加上接受接受接受接受CMOSCMOS，功耗和速度指标得以改善而倍受用户青睐。，功耗和速度

31、指标得以改善而倍受用户青睐。，功耗和速度指标得以改善而倍受用户青睐。，功耗和速度指标得以改善而倍受用户青睐。现在用的现在用的现在用的现在用的64K64K静态静态静态静态RAMRAM，每片功耗只有，每片功耗只有，每片功耗只有，每片功耗只有10mW10mW，其维持功，其维持功，其维持功，其维持功耗可低达耗可低达耗可低达耗可低达15nW,15nW,完全可用电池作后备电源，构成不挥发存储器。完全可用电池作后备电源，构成不挥发存储器。完全可用电池作后备电源，构成不挥发存储器。完全可用电池作后备电源，构成不挥发存储器。2.2.动态存储单元动态存储单元动态存储单元动态存储单元DRAMDRAM2022/11/

32、18 RAMRAM的扩展的扩展的扩展的扩展 一片一片一片一片RAMRAM的存储容量是确定的。在数字系统或计算机中，单个芯片往往的存储容量是确定的。在数字系统或计算机中，单个芯片往往的存储容量是确定的。在数字系统或计算机中，单个芯片往往的存储容量是确定的。在数字系统或计算机中，单个芯片往往不能满足存储容量的须要，因此就要将若干个存储器芯片组合起来，以扩展存不能满足存储容量的须要，因此就要将若干个存储器芯片组合起来，以扩展存不能满足存储容量的须要，因此就要将若干个存储器芯片组合起来，以扩展存不能满足存储容量的须要，因此就要将若干个存储器芯片组合起来，以扩展存储器容量，从而达到要求。储器容量，从而达

33、到要求。储器容量，从而达到要求。储器容量，从而达到要求。RAMRAM的扩展分为位扩展和字扩展两种。的扩展分为位扩展和字扩展两种。的扩展分为位扩展和字扩展两种。的扩展分为位扩展和字扩展两种。RAM RAM的地址线为的地址线为的地址线为的地址线为n n条，则该片条，则该片条，则该片条，则该片RAMRAM就有就有就有就有2n2n个字，若只须要扩展位数不个字，若只须要扩展位数不个字，若只须要扩展位数不个字，若只须要扩展位数不需扩展字数时，说明字数满足了要求，即地址线不用增加。扩展位数，只需需扩展字数时，说明字数满足了要求，即地址线不用增加。扩展位数，只需需扩展字数时，说明字数满足了要求，即地址线不用增

34、加。扩展位数，只需需扩展字数时，说明字数满足了要求，即地址线不用增加。扩展位数，只需把若干位数相同的把若干位数相同的把若干位数相同的把若干位数相同的RAMRAM芯片地址线共用，芯片地址线共用，芯片地址线共用，芯片地址线共用，R/R/线共用，片选线共用，片选线共用，片选线共用，片选 线共用，线共用，线共用，线共用，每个每个每个每个RAMRAM的的的的I/OI/O端并行输出，即实现了位扩展。端并行输出，即实现了位扩展。端并行输出，即实现了位扩展。端并行输出，即实现了位扩展。1.1.位扩展位扩展位扩展位扩展例例例例6.1 6.1 试用试用试用试用10241RAM10241RAM扩展成扩展成扩展成扩展

35、成1024810248存储器。存储器。存储器。存储器。解解解解 扩展为扩展为扩展为扩展为1024810248存储器须要存储器须要存储器须要存储器须要 10241RAM 10241RAM的片数为的片数为的片数为的片数为:N N=总存储容量总存储容量总存储容量总存储容量/一片存储容量一片存储容量一片存储容量一片存储容量=8(=8(片片片片)只要把八片只要把八片只要把八片只要把八片RAMRAM的地址线、片选线和的地址线、片选线和的地址线、片选线和的地址线、片选线和读写线分别并联在一读写线分别并联在一读写线分别并联在一读写线分别并联在一起每片起每片起每片起每片RAMRAM的的的的I/OI/O端端端端并

36、行输出到并行输出到并行输出到并行输出到1024810248存存存存储器的储器的储器的储器的I/OI/O端作为数端作为数端作为数端作为数据线据线据线据线I/OI/O0 0I/OI/O7 7即实即实即实即实现了位扩展，连接图现了位扩展，连接图现了位扩展，连接图现了位扩展，连接图如图如图如图如图6.66.6所示。所示。所示。所示。图图图图6.66.62022/11/192.2.字扩展字扩展字扩展字扩展 在存储器的数据位数满足要求而字数达不到要求时，须要字扩展。字数在存储器的数据位数满足要求而字数达不到要求时，须要字扩展。字数在存储器的数据位数满足要求而字数达不到要求时，须要字扩展。字数在存储器的数据

37、位数满足要求而字数达不到要求时，须要字扩展。字数若增加，地址线须要做相应的增加，下面举例说明。若增加，地址线须要做相应的增加，下面举例说明。若增加，地址线须要做相应的增加，下面举例说明。若增加，地址线须要做相应的增加，下面举例说明。例例例例6.2 6.2 试用试用试用试用2568RAM2568RAM扩展成扩展成扩展成扩展成1024810248存储器。存储器。存储器。存储器。解：解：解：解：需用的需用的需用的需用的2564RAM2564RAM芯片数为：芯片数为：芯片数为：芯片数为：N N=总总总总存存存存储储储储容量容量容量容量/一片存一片存一片存一片存储储储储容量容量容量容量=4=4（片）（片

38、）（片）（片）图图6.7 用用2564RAM组成组成10244存储器存储器 2022/11/1103.3.字位同时扩展字位同时扩展字位同时扩展字位同时扩展例例例例6.3 6.3 试把试把试把试把642RAM642RAM扩展为扩展为扩展为扩展为25642564存储器存储器存储器存储器 解解解解 2564RAM2564RAM需需需需642RAM642RAM的芯片数为的芯片数为的芯片数为的芯片数为:N N=总总总总存存存存储储储储容量容量容量容量/一片存一片存一片存一片存储储储储容量容量容量容量=8=8（片）（片）（片）（片）对于字、位同时扩展的对于字、位同时扩展的RAM，一般先进行位扩展后再进行，

39、一般先进行位扩展后再进行字扩展。字扩展。先将先将先将先将642RAM642RAM扩展为扩展为扩展为扩展为644RAM644RAM，因此位数增加了一倍，因此位数增加了一倍，因此位数增加了一倍，因此位数增加了一倍，需两片需两片需两片需两片642RAM642RAM组成组成组成组成644RAM644RAM；字数由字数由字数由字数由6464扩展为扩展为扩展为扩展为256256，即字数扩展了，即字数扩展了，即字数扩展了，即字数扩展了4 4倍，故应增加两位地倍，故应增加两位地倍，故应增加两位地倍，故应增加两位地址线，通过译码器产生址线，通过译码器产生址线，通过译码器产生址线，通过译码器产生4 4个相应的低电

40、平分别去连接个相应的低电平分别去连接个相应的低电平分别去连接个相应的低电平分别去连接4 4组组组组644RAM644RAM的片选端。这样的片选端。这样的片选端。这样的片选端。这样2564RAM2564RAM的地址线由原来的的地址线由原来的的地址线由原来的的地址线由原来的6 6条条条条A A5 5A A0 0扩展为扩展为扩展为扩展为8 8条条条条A A7 7A A0 0。2022/11/1116.2.2 ROM 6.2.2 ROM 前面探讨的随机存取存储器，无论是静态还是动态的，当电源断电时，存前面探讨的随机存取存储器，无论是静态还是动态的，当电源断电时，存前面探讨的随机存取存储器，无论是静态还

41、是动态的，当电源断电时，存前面探讨的随机存取存储器，无论是静态还是动态的，当电源断电时，存储的信息便消逝，具有易失性。而在计算机中，有一些信息须要长期存放，例储的信息便消逝，具有易失性。而在计算机中，有一些信息须要长期存放，例储的信息便消逝，具有易失性。而在计算机中，有一些信息须要长期存放，例储的信息便消逝，具有易失性。而在计算机中，有一些信息须要长期存放，例如常数表、函数、固定程序、表格和字符等，因此须要一种存储器来长期保存如常数表、函数、固定程序、表格和字符等，因此须要一种存储器来长期保存如常数表、函数、固定程序、表格和字符等，因此须要一种存储器来长期保存如常数表、函数、固定程序、表格和字

42、符等，因此须要一种存储器来长期保存信息，只读存储器信息，只读存储器信息，只读存储器信息，只读存储器ROMROM就是这样的一种存储器。其特点是在数据存入后，只能就是这样的一种存储器。其特点是在数据存入后，只能就是这样的一种存储器。其特点是在数据存入后，只能就是这样的一种存储器。其特点是在数据存入后，只能读出其中存储单元的信息，但不能写入，断电后不丢失存储内容，故称只读存读出其中存储单元的信息，但不能写入，断电后不丢失存储内容，故称只读存读出其中存储单元的信息，但不能写入，断电后不丢失存储内容，故称只读存读出其中存储单元的信息，但不能写入，断电后不丢失存储内容，故称只读存储器储器储器储器ROMRO

43、M（Read Only MemoryRead Only Memory）。实训中运用的）。实训中运用的）。实训中运用的）。实训中运用的27642764就是一种就是一种就是一种就是一种ROMROM，其内容，其内容，其内容，其内容一旦写入就不会丢失，除非运用紫外线照射。一旦写入就不会丢失，除非运用紫外线照射。一旦写入就不会丢失，除非运用紫外线照射。一旦写入就不会丢失，除非运用紫外线照射。只读存储器可分为以下几类：只读存储器可分为以下几类：只读存储器可分为以下几类：只读存储器可分为以下几类：掩膜掩膜掩膜掩膜ROMROM：这种：这种：这种：这种ROMROM在制造时就把须要存储的信息用电路结构固定下来，在

44、制造时就把须要存储的信息用电路结构固定下来，在制造时就把须要存储的信息用电路结构固定下来，在制造时就把须要存储的信息用电路结构固定下来，用户运用不得更改其存储内容，所以又称固定存储器。用户运用不得更改其存储内容，所以又称固定存储器。用户运用不得更改其存储内容，所以又称固定存储器。用户运用不得更改其存储内容，所以又称固定存储器。可编程可编程可编程可编程ROMROM（PROMPROM）：）：）：）：PROMPROM存储的数据是由用户按自己的需求写入的，存储的数据是由用户按自己的需求写入的，存储的数据是由用户按自己的需求写入的，存储的数据是由用户按自己的需求写入的，但只能写一次，一经写入就不能更改。

45、但只能写一次，一经写入就不能更改。但只能写一次，一经写入就不能更改。但只能写一次，一经写入就不能更改。可改写可改写可改写可改写ROMROM（EPROMEPROM、E2PROME2PROM、Flash MemoryFlash Memory）：这类）：这类）：这类）：这类ROMROM由用户由用户由用户由用户写入数据（程序），当须要变动时还可以修改，运用较敏捷。写入数据（程序），当须要变动时还可以修改，运用较敏捷。写入数据（程序），当须要变动时还可以修改，运用较敏捷。写入数据（程序），当须要变动时还可以修改，运用较敏捷。依据逻辑电路的特点，依据逻辑电路的特点，依据逻辑电路的特点，依据逻辑电路的特点，

46、ROMROM属于组合逻辑电路，即给一组输入（地址），属于组合逻辑电路，即给一组输入（地址），属于组合逻辑电路，即给一组输入（地址），属于组合逻辑电路，即给一组输入（地址），存储器相应地给出一种输出（存储的字）。因此要实现这种功能，可以接受一存储器相应地给出一种输出（存储的字）。因此要实现这种功能，可以接受一存储器相应地给出一种输出（存储的字）。因此要实现这种功能，可以接受一存储器相应地给出一种输出（存储的字）。因此要实现这种功能，可以接受一些简洁的逻辑门。些简洁的逻辑门。些简洁的逻辑门。些简洁的逻辑门。2022/11/1121.1.掩膜掩膜掩膜掩膜ROM ROM 掩膜掩膜掩膜掩膜ROMROM，

47、又称固定，又称固定，又称固定，又称固定ROMROM，这种，这种，这种，这种ROMROM在制造时，生产厂利用掩膜技术把在制造时，生产厂利用掩膜技术把在制造时，生产厂利用掩膜技术把在制造时，生产厂利用掩膜技术把信息写入存储器中。按运用的器件可分为二极管信息写入存储器中。按运用的器件可分为二极管信息写入存储器中。按运用的器件可分为二极管信息写入存储器中。按运用的器件可分为二极管ROMROM、双极型三极管、双极型三极管、双极型三极管、双极型三极管ROMROM和和和和MOSMOS管管管管ROMROM三种类型。在这里主要介绍二极管掩膜三种类型。在这里主要介绍二极管掩膜三种类型。在这里主要介绍二极管掩膜三种

48、类型。在这里主要介绍二极管掩膜ROMROM。ROMROM的电路结构包含存储矩阵、的电路结构包含存储矩阵、的电路结构包含存储矩阵、的电路结构包含存储矩阵、地址译码器和输出缓冲器三个组成部地址译码器和输出缓冲器三个组成部地址译码器和输出缓冲器三个组成部地址译码器和输出缓冲器三个组成部分。如图分。如图分。如图分。如图6.96.9所示。所示。所示。所示。图图图图6 6.9 9 二二二二极极极极管管管管R ROOMM的的的的结结结结构构构构图图图图（1 1）ROMROM电路的结构电路的结构电路的结构电路的结构 存储矩阵存储矩阵存储矩阵存储矩阵 存储矩阵由很多存储单元排列而存储矩阵由很多存储单元排列而存储

49、矩阵由很多存储单元排列而存储矩阵由很多存储单元排列而成。存储单元可以用二极管、双极型成。存储单元可以用二极管、双极型成。存储单元可以用二极管、双极型成。存储单元可以用二极管、双极型三极管或三极管或三极管或三极管或MOSMOS管构成。每个单元能存管构成。每个单元能存管构成。每个单元能存管构成。每个单元能存放放放放1 1位二值代码（位二值代码（位二值代码（位二值代码（1 1或或或或0 0）。每）。每）。每）。每1 1个或一个或一个或一个或一组存储单元有一个对应的地址代码。组存储单元有一个对应的地址代码。组存储单元有一个对应的地址代码。组存储单元有一个对应的地址代码。地址译码器地址译码器地址译码器地

50、址译码器 地址译码器的作用是将输入的地地址译码器的作用是将输入的地地址译码器的作用是将输入的地地址译码器的作用是将输入的地址代码译成相应的限制信号，用它从址代码译成相应的限制信号，用它从址代码译成相应的限制信号，用它从址代码译成相应的限制信号，用它从存储矩阵中将指定的单元选出，并把存储矩阵中将指定的单元选出，并把存储矩阵中将指定的单元选出，并把存储矩阵中将指定的单元选出，并把其中的数据送到输出缓冲器。其中的数据送到输出缓冲器。其中的数据送到输出缓冲器。其中的数据送到输出缓冲器。2022/11/113图图图图6 6.9 9 二二二二极极极极管管管管R ROOMM的的的的结结结结构构构构图图图图