存储器和可编程逻辑器件简介.ppt

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1、第第8 8章章 存储器和可编程逻辑器件简介存储器和可编程逻辑器件简介 8.1.38.1.3 存储器的应用存储器的应用1.存储器容量的扩展 8.1.18.1.1 随机存取存储器（随机存取存储器（RAM）8.1 8.1 半导体存储器半导体存储器 结束结束结束结束放映放映放映放映2021/9/171复习复习A/D转换的步骤？取样定理？量化误差是不可避免的吗？如何减小量化误差？2021/9/172第第8 8章章 存储器和可编程逻辑器件简介存储器和可编程逻辑器件简介 本章内容：随机存取存储器RAM和只读存储器ROM的结构、工作原理及存储器容量扩展的方法；可编程阵列逻辑PAL、通用阵列GAL的结构与特点；

2、CPLD和FPGA的结构特点；可编程逻辑器件的开发与应用技术。2021/9/1738.1 8.1 半导体存储器半导体存储器 数字系统中用于存储大量二进制信息的器件是存储器。穿孔卡片纸带磁芯存储器半导体存储器半导体存储器的优点：容量大、体积小、功耗低、存取速度快、使用寿命长等。半导体存储器按照内部信息的存取方式不同分为两大类：1、只读存储器ROM。用于存放永久性的、不变的数据。2、随机存取存储器RAM。用于存放一些临时性的数据或中间结果，需要经常改变存储内容。2021/9/1748.1.1 8.1.1 随机存取存储器（随机存取存储器（RAM）随机存取存储器又叫随机读/写存储器，简称RAM，指的是

3、可以从任意选定的单元读出数据，或将数据写入任意选定的存储单元。优点：读写方便，使用灵活。缺点：掉电丢失信息。分类：SRAM（静态随机存取存储器）DRAM（动态随机存取存储器）2021/9/1751.RAM的结构和读写原理（1）RAM 的结构框图图8-1 RAM 的结构框图I/O端画双箭是因为数据即可由此端口读出，也可写入2021/9/176 存储矩阵 共有28（256）行24（16）列共212（4096）个信息单元（即字）每个信息单元有k位二进制数（1或0）存储器中存储单元的数量称为存储容量（字数位数k）。2021/9/177 地址译码器 行地址译码器：输入8位行地址码，输出256条行选择线（

4、用x表示）列地址译码器：输入4位列地址码，输出16条列选择线（用Y表示）2021/9/178 读写控制电路读写控制电路 当R/W=0时，进行写入写入(Write)(Write)数据操作。当R/W=1时，进行读出读出(Read)(Read)数据操作。2021/9/179图8-2 RAM存储矩阵的示意图 2564（256个字，每个字4位）RAM存储矩阵的示意图。如果X0Y01，则选中第一个信息单元的4个存储单元，可以对这4个存储单元进行读出或写入。2021/9/1710（2 2）RAMRAM 的读写原理的读写原理 （以图（以图8 81 1为例）为例）当CS=时，RAM被选中工作。若 A11A10A

5、9A8A7A6A5A4A3A2A1A0=000000000000 表示选中列地址为A11A10A9A8=0000、行地址为A7A6A5A4A3A2A1A0=00000000的存储单元。此时只有X0和Y0为有效，则选中第一个信息单元的k个存储单元，可以对这k个存储单元进行读出或写入。2021/9/1711若若此此时时R/WR/W1 1，则则执执行行读读操操作作，将将所所选选存存储储单单元中的数据送到元中的数据送到I/OI/O端上。端上。若此时R/W=0时，进行写写入数据操作。当CS=1时，不能对RAM进行读写操作，所有端均为高阻态高阻态。2021/9/1712 （3）RAM的存储单元按工作原理分

6、为：静态存储单元：利用基本RS触发器存储信息。保存的信息不易丢失。动态存储单元动态存储单元：利用：利用MOS的栅极电容来存储信息。由于电容的容量很小，以及漏电流的存在，为了保持信息，必须定时给电容充电，通常称为刷新。2021/9/17132.2.静态读写存储器静态读写存储器（SRAMSRAM）集成电路集成电路62646264简介简介 采用CMOS工艺制成，存储容量为8K8位，典型存取时间为100ns、电源电压5V、工作电流40mA、维持电压为2V，维持电流为2A。8K=213，有13条地址线A0A12；每字有位，有条数据线I/O0I/O7；图8-3 6264引脚图 四条控制线 2021/9/1

7、714表8-8-6264 6264的工作方式表 3.3.Intel2114AIntel2114A是是1 K1 K字字44位位SRAMSRAM，它是双列直插，它是双列直插1818脚封装器件，采用脚封装器件，采用5V5V供电，与供电，与TTLTTL电平完全兼容。电平完全兼容。4.4.Intel 2116Intel 2116是是16 K116 K1位动态存储器（位动态存储器（DRAMDRAM），），是典型的单管动态存储芯片。它是双列直插是典型的单管动态存储芯片。它是双列直插1616脚封脚封装器件，采用装器件，采用+12V+12V和和 5V5V三组电源供电，其逻辑电三组电源供电，其逻辑电平与平与TTL

8、TTL兼容。兼容。2021/9/17158.1.38.1.3 存储器的应用存储器的应用 1.存储器容量的扩展存储器的容量：字数位数 位扩展（即字长扩展）：将多片存储器经适当的连接，组成位数增多、字数不变的存储器。方法：用同一地址信号控制 n个相同字数的RAM。2021/9/1716 例：将2561的RAM扩展为 2568的RAM。将8块2561的RAM的所有地址线和CS（片选线）分别对应并接在一起，而每一片的位输出作为整个RAM输出的一位。2021/9/17172568RAM需2561RAM的芯片数为：图8-10 RAM位扩展 将将2562561 1的的RAMRAM扩展为扩展为2562568

9、8的的RAMRAM2021/9/1718 字扩展 将多片存储器经适当的连接，组成字数更多，而位数不变的存储器。例：由10248的 RAM扩展为40968的RAM。共需四片10248的 RAM芯片。10248的 RAM有10根地址输入线A9A0。40968的RAM有12根地址输入线A11A0。选用2线-4线译码器，将输入接高位地址A11、A10，输出分别控制四片RAM的片选端。2021/9/1719 图8-11 RAM字扩展 由10248的 RAM扩展为40968的RAM2021/9/1720 (3)字位扩展 例：将10244的RAM扩展为20488 RAM。位扩展需2片芯片，字扩展需2片芯片，共需4片芯片。字扩展只增加一条地址输入线A10，可用一反相器便能实现对两片RAM片选端的控制。字扩展是对存储器输入端口的扩展，位扩展是对存储器输出端口的扩展。2021/9/1721图8-12 RAM的字位扩展 将10244的RAM扩展为20488 RAM2021/9/1722作业题作业题8-42021/9/1723