存储器与可编程器件h.ppt

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1、第八章第八章 存储器与可编程器件存储器与可编程器件杭州电子科技大学电子信息学院杭州电子科技大学电子信息学院 教材原著：数字电路教材原著：数字电路 龚之春龚之春 编著编著8-1 概概 述述一一.半导体存储器的特点及分类半导体存储器的特点及分类 体积小，集成度高等体积小，集成度高等2.2.分类：分类：按制造工艺按制造工艺按存储原理按存储原理双极型双极型MOSMOS型型静态：存储单元是触发器静态：存储单元是触发器动态：电容存储信息动态：电容存储信息1.1.特点：特点：二二.存储器的技术指标存储器的技术指标存储容量存储容量=n=n 字字(单元数单元数)m )m 位位（n n个单元个单元m m位的二进制

2、信息）位的二进制信息）1K=1024 Byte(1K=1024 Byte(字节字节)1M=1024 K 1M=1024 K 1G=1024 M 1G=1024 M计算机的存储单元称为字节。计算机的存储单元称为字节。这里的存储单元指存放一位这里的存储单元指存放一位0 0，1 1的物理器件的物理器件1.1.存储容量：存储容量：单位（位、字节、字）单位（位、字节、字）存储容量是存储容量是 ROM ROM 的主要技术指标之一，的主要技术指标之一，它一般用存储字数：它一般用存储字数：2 2N N 输出位数：输出位数：m m 来表示来表示(其中其中N N为存储器的地址线数为存储器的地址线数)。2 2 随机

3、存取存储器随机存取存储器(RAM)(RAM)读写存储器又称读写存储器又称随机存储器随机存储器。特点特点：在工作过程中，既可从存储器的任意单元读出：在工作过程中，既可从存储器的任意单元读出信息，又可以把外界信息写入任意单元，因此它被称信息，又可以把外界信息写入任意单元，因此它被称为随机存储器，简称为随机存储器，简称 RAMRAM 。Random Access Memory.RAM RAM 按功能可分为按功能可分为 静态、动态两类；静态、动态两类；RAM RAM 按所用器件又可分为双极型和按所用器件又可分为双极型和 MOS MOS型两种。型两种。2.1 2.1 静态静态RAMRAM（SRAMSRA

4、M）可随意读写数据可随意读写数据2.2 SRAM 2.2 SRAM 读写时序读写时序1 1、写、写2 2、读、读2.3 2.3 动态动态RAMRAM电容存储电荷电容存储电荷刷新刷新特点：特点：存储容量大存储容量大功耗大功耗大需要刷新电路需要刷新电路2.3 2.3 动态动态RAMRAM3 3 只读存储器只读存储器(ROM)(ROM)只读存储器在工作时其存储内容是固定不变的，因此，只读存储器在工作时其存储内容是固定不变的，因此，只能读出，不能随时写入，所以称为只读存储器。只能读出，不能随时写入，所以称为只读存储器。Read Only Memory.腌膜腌膜 ROM ROM：MROM MROM 可编

5、程可编程ROMROM：PROM OTPPROM OTP紫外线可擦写可编程：紫外线可擦写可编程：EPROMEPROM电可擦除可编程：电可擦除可编程：EEPROM (EEEPROM (E2 2PROM)PROM)闪烁存储器：闪烁存储器：FLASH ROM FLASH ROM串行电可擦除可编程：串行电可擦除可编程：SESE2 2PROMPROM3.1 3.1 固定固定 ROMROM结构结构 ROM ROM主要由地址译码器、存储矩阵和输出及控制电路三部主要由地址译码器、存储矩阵和输出及控制电路三部分组成。分组成。地地地地址址址址译译译译码码码码器器器器 存存存存 储储储储 矩矩矩矩 阵阵阵阵 N NM

6、M 输出及控制电路输出及控制电路输出及控制电路输出及控制电路地地地地址址址址输输输输入入入入.数据输出数据输出数据输出数据输出腌膜腌膜 ROMROM结构结构位线输出为：位线输出为：发射极和位线连通者为存发射极和位线连通者为存1 1 否则存否则存0 0栅极和字线相连的单元相当于存栅极和字线相连的单元相当于存0 0而断开的单元为存而断开的单元为存1 1但位线信号经反相放大后输出，但位线信号经反相放大后输出，故掩模图案与前面相当故掩模图案与前面相当腌膜腌膜 ROM ROM符号、时序符号、时序3.2 3.2 可编程可编程 PROM PROM出厂时熔丝全部完好，相当于存数为全出厂时熔丝全部完好，相当于存

7、数为全1 10有效有效1有效有效PROMPROM编程举例：编程举例：烧程序烧程序该位存数该位存数为为1 1该位存数该位存数为为0 0按照编程表中各位数据按照编程表中各位数据d3d3d0,d0,将它们加到将它们加到PROMPROM的各位的输出的各位的输出端，加入编程脉冲端，加入编程脉冲 （R/WR/W0 0），写入数据），写入数据d dn n，使相连的熔丝，使相连的熔丝烧断或保留烧断或保留3.33.3可擦可编程只读存储器可擦可编程只读存储器EPROMEPROM PROM PROM 中的内容只能写一次，有时仍嫌不方便，于是又发中的内容只能写一次，有时仍嫌不方便，于是又发展了一种可以改写多次的展了一

8、种可以改写多次的 ROM ROM，简称，简称 EPROM EPROM。它所存储的信。它所存储的信息可以用紫外线或息可以用紫外线或 X X 射线照射檫去，然后又可以重新编制信射线照射檫去，然后又可以重新编制信息。息。44 存储器扩展存储器扩展4.1 4.1 位扩展：位扩展：RAMRAM扩展扩展地址线并联；读写片选线并联；数据线分组和数据总线相连。地址线并联；读写片选线并联；数据线分组和数据总线相连。4.2 4.2 字扩展：字扩展：方法：芯片上地址线并联；数据线并联；读写线并联；方法：芯片上地址线并联；数据线并联；读写线并联；扩展地址线经译码器译码后分接各个片选。扩展地址线经译码器译码后分接各个片

9、选。2 2片扩展：片扩展：非门非门(1/2)(1/2)4 4片：片：2/4 2/4译码器译码器8 8片：片：3/83/8译码器译码器1616片：片：4/16 4/16译码器译码器片选译码器片选译码器4.3 4.3 混合扩展：混合扩展：例例8 81 1 试将容量为试将容量为25642564位的位的SRAMSRAM，型号为，型号为AM9122AM9122，扩展成，扩展成 5128 5128位的位的RAMRAM组合。组合。2562562 28 85125122 29 9地址线增加地址线增加1 1条条数据线增加数据线增加4 4条条ROMROM的扩展（的扩展（1K*81K*82K*162K*16）字与位

10、都进行了扩展字与位都进行了扩展例例8-2 8-2 试将容量为试将容量为1K 81K 8位的位的PROMPROM（28L85A28L85A）编程为）编程为8K 1 8K 1 位的位的ROMROM，画出必要的连线图，注明地址码的安排。，画出必要的连线图，注明地址码的安排。ROMROM的应用的应用实现组合逻辑函数，以及存储数学函数表或某种操作程序实现组合逻辑函数，以及存储数学函数表或某种操作程序两线两线固定固定连接连接例例8-3 8-3 试用试用PROMPROM实现实现8 8位位B B码至码至BCDBCD码的转换。码的转换。例例8-4 8-4 试用容量为试用容量为2K 82K 8位的位的PROMPR

11、OM，构成字长，构成字长1414位的数据产生位的数据产生可控的奇可控的奇/偶校验码，要求画出连线图，说明工作原理。偶校验码，要求画出连线图，说明工作原理。1111根根3 3根根0d0d01d0当当d d1414=0=0时，最终输出奇校验位时，最终输出奇校验位当当d d1414=1=1时，最终输出偶校验位时，最终输出偶校验位一个容量为一个容量为64K1664K16位的位的EPROMEPROM，可以存储汉字，可以存储汉字40964096个，个，而地址码需而地址码需1616位，输出数据线需位，输出数据线需1616条条8-4 8-4 可编程逻辑阵列（可编程逻辑阵列（PLAPLA）一、概述一、概述PLD

12、PLD中的连接及与、或运算符号中的连接及与、或运算符号内部存储单元的三种连接方式：固定、擦除及编程内部存储单元的三种连接方式：固定、擦除及编程缺省：指门的输出固定为缺省：指门的输出固定为0 0门的输出固定为门的输出固定为0 0有互补输入有互补输入二、二、PLAPLA的工作原理及应用的工作原理及应用PLAPLA的结构从的结构从PROMPROM派生来的，它包含与及或两个都可编程派生来的，它包含与及或两个都可编程的阵列的阵列463PLA463PLA4 4个个输输入入变变量量6 6个乘积项个乘积项3 3个与或式个与或式逻辑函数逻辑函数例例8-5 8-5 试用试用PALPAL实现下列四变量的多输出函数，

13、画出实现下列四变量的多输出函数，画出PLAPLA编程简编程简图。图。解：解：通过卡诺图圈通过卡诺图圈1 1法化简得到：法化简得到：则上式为：则上式为：故可选用故可选用463463的的PLAPLA，得：，得：图中省去了与门和或图中省去了与门和或门，使编程图更为简门，使编程图更为简明明例例8-6 8-6 试用适当的试用适当的PLAPLA和触发器实现一可变模分频器，当控制变量和触发器实现一可变模分频器，当控制变量X=0X=0时，分频模时，分频模M=5M=5；X=1X=1时，时，M=7M=7，且在状态，且在状态Q Q2 2Q Q1 1Q Q0 0=111=111，输出，输出Z Z均为均为1 1，其余情况均为，其余情况均为0 0，此外，电路还具有异步置位输入，此外，电路还具有异步置位输入S SD D。作业作业1 1 2 22 23 33 3 4 411 11 5 512 12 6 617177 720 20 8 82222返回返回