微机原理与接口技术存储器幻灯片.ppt

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1、微机原理与接口技术存储器第1页，共21页，编辑于2022年，星期六内内内内 容容容容 提提提提 要要要要6.1 概述概述6.2 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 存储器的应用存储器的应用 6.4 存储器实用芯片简介存储器实用芯片简介 第2页，共21页，编辑于2022年，星期六 在实训中，我们对存储器有了一个定性的认识，它能够将信息存储在实训中，我们对存储器有了一个定性的认识，它能够将信息存储在实训中，我们对存储器有了一个定性的认识，它能够将信息存储在实训中，我们

2、对存储器有了一个定性的认识，它能够将信息存储起来，并且可以按照需要从相应的地址取出信息。起来，并且可以按照需要从相应的地址取出信息。起来，并且可以按照需要从相应的地址取出信息。起来，并且可以按照需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可缺少的组成部分，在实际应用中，存储器也是数字系统和计算机中不可缺少的组成部分，在实际应用中，存储器也是数字系统和计算机中不可缺少的组成部分，在实际应用中，存储器也是数字系统和计算机中不可缺少的组成部分，用来存放数据、资料及运算程序等二进制信息。若干位二进制信息（例如实用来存放数据、资料及运算程序等二进制信息。若干位二进制信息（例如实

3、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（例如实用来存放数据、资料及运算程序等二进制信息。若干位二进制信息（例如实训中所使用的训中所使用的训中所使用的训中所使用的27642764就是就是就是就是8 8位的存储器）构成一个字节。一个存储器能够存储位的存储器）构成一个字节。一个存储器能够存储位的存储器）构成一个字节。一个存储器能够存储位的存储器）构成一个字节。一个存储器能够存储大量的字节，实训中大量的字节，实训中大量的字节，实训中大量的字节，实训中27642764能够存储能够存储能够存储能够存储8K8K个字节，其存储容量为个字节，其存储容量为个字节，其存储容量为个字节，其存储容量

4、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，存储容量不同，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，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，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，具有的功能也有一定的差异，掌握和使用不同的存储器，是学习数字电具有的功能也有一定的差异，掌握和使用不同的存储器，是学习数字电具有的功能也有一定的差异，掌握和使用不同

5、的存储器，是学习数字电具有的功能也有一定的差异，掌握和使用不同的存储器，是学习数字电路和今后工作中十分重要的内容。路和今后工作中十分重要的内容。路和今后工作中十分重要的内容。路和今后工作中十分重要的内容。6.1 6.1 概述概述概述概述第3页，共21页，编辑于2022年，星期六 按照内部信息的存取方式，存储器通常可以分为按照内部信息的存取方式，存储器通常可以分为按照内部信息的存取方式，存储器通常可以分为按照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按按按按刷新方式可分为静态存储器刷新方式可分为静态存储器刷新方式可分为静态存储器刷新方式可分为静态存储器

6、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按数据输入方按数据输入方按数据输入方按数据输入方式可分为掩膜式可分为掩膜式可分为掩膜式可分为掩膜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用用用用于存放二进制信息（数据、于存放二进制信息（数据、于存放二进制信息（数据

7、、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）。它可以在任意时刻，等）。它可以在任意时刻，等）。它可以在任意时刻，等）。它可以在任意时刻，对任意选中的存储单元进行对任意选中的存储单元进行对任意选中的存储单元进行对任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。其结构示意图

8、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 RAM 6.2 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、片选控制和读随机存取存储器一般由存储矩阵、地址译码器、片选控制和读随机存取存储器一般由存储矩阵、地址译码器、片选控制和读随机存取存储器一般由存储矩阵、地址译码器、片选控制和读/写控制电路等写控制电路等写控制电路等写控制电路等组成，参见图组成，参见图组成，参见图组成，参见图6.26.2。第4页，共21页，编辑于2022年，星期六 该部分是存储器的主体，由若干个存储单

9、元组成。每个存储单元可存放一位二进制信息。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。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。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。为了存取方便，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，一个容量为为了存取方便，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，一个容量为为了存取方便，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，一个容量为为了存取方便，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

10、量为25642564（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，共有位）的存储器，共有位）的存储器，共有位）的存储器，共有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个个个

11、个存储单元（圆圈代表存存储单元（圆圈代表存存储单元（圆圈代表存存储单元（圆圈代表存储单元）储单元）储单元）储单元）每每每每4 4个存储单元为一个存储单元为一个存储单元为一个存储单元为一个字，因此每列可存储个字，因此每列可存储个字，因此每列可存储个字，因此每列可存储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。每根行选择线选中每根行选择线选中每根行选择线选中每根行选择线选中一行，每根列选择线选一行，每根列选择线选一行，每根列选择线选一行，每根列选择线选中一列。中一列。中一列。中一列。因此，该因此，该因此，该因此，该RAMRAM存储矩阵共需要存储矩阵共需要存储

12、矩阵共需要存储矩阵共需要3232根行选择线根行选择线根行选择线根行选择线X X0 0 X X3131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Y Y0 0 Y Y7 7。第5页，共21页，编辑于2022年，星期六 综上所述，综上所述，综上所述，综上所述，一片一片一片一片RAMRAM由若干个字组成由若干个字组成由若干个字组成由若干个字组成（每个字由若干位组成，例（每个字由若干位组成，例（每个字由若干位组成，例（每个字由若干位组成，例如如如如4 4位、位、位、位、8 8位、位、位、位、1616位等）。位等）。位等）。位等）。通常信息的读写是以字为单位进行的通常信息的读写是以字为单位进行

13、的通常信息的读写是以字为单位进行的通常信息的读写是以字为单位进行的，为了区别，为了区别，为了区别，为了区别不同的字，不同的字，不同的字，不同的字，将存放同一个字的存储单元编为一组，并赋予一个号码，称为将存放同一个字的存储单元编为一组，并赋予一个号码，称为将存放同一个字的存储单元编为一组，并赋予一个号码，称为将存放同一个字的存储单元编为一组，并赋予一个号码，称为地址地址地址地址。不同的字具有不同的地址不同的字具有不同的地址不同的字具有不同的地址不同的字具有不同的地址，从而在进行读写操作时，便可以按照，从而在进行读写操作时，便可以按照，从而在进行读写操作时，便可以按照，从而在进行读写操作时，便可以

14、按照地址选择欲访问的单元。地址选择欲访问的单元。地址选择欲访问的单元。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，分别由在存储器中，通常将输入地址分为两部分，分别由在存储器中，通常将输入地址分为两部分，分别由在存储器中，通常将输入地址分为两部分，分别由行译码器和列译码行译码器和列译码行译码器和列译码行译码器和列译码器译码器译码器译码器译码。例如，上述的。例如，上述的。例如，上述的。例如，上述的2564RAM2564RAM的存储矩阵，的存

15、储矩阵，的存储矩阵，的存储矩阵，256256个字需要个字需要个字需要个字需要8 8根地址根地址根地址根地址线（线（线（线（A A7 7A A0 0）区分（）区分（）区分（）区分（2 28 8=256=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A A4 4A A0 0作为行译码输作为行译码输作为行译码输作为行译码输入，产生入，产生入，产生入，产生2 25 5=32=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A A7 7A A5 5用于列译码，产生用于列译码，产生用于列译码，产生用于列

16、译码，产生2 23 3=8=8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。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。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。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。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A A7 7A A0 0 为为为为0001111100011111时，位于时，位于时，位于时，位于X X3131和和和和Y Y0 0交叉处的单元被选交叉处的单元被选交叉处的单元被选交叉处的单元被选中，可以对该单元进行读写操作。中，可以对该单元进行读写

17、操作。中，可以对该单元进行读写操作。中，可以对该单元进行读写操作。2.地址译码器地址译码器第6页，共21页，编辑于2022年，星期六 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

18、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操作由读写信号写操作由读写信号写操作由读写信号写操作由读写信号R R/控制。图控制。图控制。图控制。图6.46.4所示为片选与读写控制电路。所示为片选与读写控制电路。所示为片选与读写控制电路。所示为片选与读写控制电路。3.3.读读

19、读读/写与片选控制写与片选控制写与片选控制写与片选控制图图图图6.4 6.4 片选与读写控制电路片选与读写控制电路片选与读写控制电路片选与读写控制电路 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

20、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址A A7 7A 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的的的的存存存存储单元所存储的信息送出到储单元所存储的信息送出到储单元所存储的信息送出到储单元所存储的信息送出到控制电路工作原理控制电路工作原理控制电路工作原理控制电路工作原理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

21、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，存存存存储储储储器器器器执执执执行行行行的的的的是写操作。是写操作。是写操作。是写操作。小小 结结 =1 =1时：所有的时：所有的时：所有的时：所有的I I/O O 端均被禁止，不能进行读或端均被禁止，不能进行读或端均被禁止，不能进行读或端均被禁止，不能进行读或写操作。写操作。写操作。写操作。=0 =0时：时：时：时：R R/

22、=1/=1，执行读操作，将存储单元中的数据，执行读操作，将存储单元中的数据，执行读操作，将存储单元中的数据，执行读操作，将存储单元中的数据送到输出端；送到输出端；送到输出端；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端数据写入存储单元端数据写入存储单元端数据写入存储单元端数据写入存储单元中。中。中。中。第7页，共21页，编辑于2022年，星期六 RAM RAM的存储单元的存储单元的存储单元的存储单元 RAM RAM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

23、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的存储单元的存储单元的存储单元的存储单元可分为可分为可分为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础上静态存储单元是在静态触发器的基础上静态存储单元是在静态触发器的基础上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。

24、因此，它是靠触发器附加门控管而构成的。因此，它是靠触发器附加门控管而构成的。因此，它是靠触发器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据的。的自保功能存储数据的。的自保功能存储数据的。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（增强型）组成的管（增强型）组成的管（增强型）组成的管（增强型）组成的静态存储单元。其工作原理简述如下。静态存储单元。其工作原理简述如下。静态存储单元。其工作原理简述如下。静态存储单元。其工作原理简述如下。图中图中图中图中CMOSTCMOST1 1TT4 4构成基本构成基本构成基本构成基本RSRS触发器，用触

25、发器，用触发器，用触发器，用于存储一位二进制信息。于存储一位二进制信息。于存储一位二进制信息。于存储一位二进制信息。T T5 5，T T6 6管是触发器管是触发器管是触发器管是触发器与位线与位线与位线与位线X Xi i间的门控管，控制触发器与位线的接间的门控管，控制触发器与位线的接间的门控管，控制触发器与位线的接间的门控管，控制触发器与位线的接通与断开。通与断开。通与断开。通与断开。T T7 7，T T8 8管控制位线与数据线管控制位线与数据线管控制位线与数据线管控制位线与数据线D D、的通断。的通断。的通断。的通断。采用六管采用六管采用六管采用六管CMOSCMOS静态存储单元的常用静态静态存

26、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）、）、）、）、62646264（8K88K8），），），），6225662256（32K832K8）等。这些芯片由于采用了）等。这些芯片由于采用了）等。这些芯片由于采用了）等。这些芯片由于采用了CMOSCMOS，故它的静态功耗极小，因此在交流电源断电，故它的静态功耗极小，因此在交流电源断电，故它的静态功耗极小，因此在交流电源断电，故它的静态功耗极小，因此在交流电源断电时，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时，可以用小型锂电

27、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失的缺点。息消失的缺点。息消失的缺点。息消失的缺点。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。图中用栅极上的小圆管。图中用栅极上的小圆圈表示圈表示T2、T4为为P沟道沟道MOS管，而栅极上没有小圆圈的为管，而栅极上没有小圆圈的为N沟道沟道MOS管。管。第8页，共21

28、页，编辑于2022年，星期六 RAMRAM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存储信管栅极电容的暂存作用来存储信管栅极电容的暂存作用来存储信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可避免地因漏电等因素而损失，为保持原息的，考虑电容器上的电荷不可避免地因漏电等因素而损失，为保持原息的，考虑电容器上的电荷不可避免地因漏电等因素而损失，为保持原息的，考虑电容器上的电荷不可避免地因漏电等因素而损失，为保持原存储信息不变，需要不间断地对存储信息的电容定时地进行充电（也称存储信息不变，需要不间断地对存储信息的电容定

29、时地进行充电（也称存储信息不变，需要不间断地对存储信息的电容定时地进行充电（也称存储信息不变，需要不间断地对存储信息的电容定时地进行充电（也称刷新）。刷新）。刷新）。刷新）。动态动态动态动态RAM8118RAM8118是采用三管动态存储单元的一种，它的存储容量为是采用三管动态存储单元的一种，它的存储容量为是采用三管动态存储单元的一种，它的存储容量为是采用三管动态存储单元的一种，它的存储容量为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，适用于大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，适用于大动态存

30、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。静态存储单元虽然使用元件多，集成度低，但不需要刷容量存储器。静态存储单元虽然使用元件多，集成度低，但不需要刷容量存储器。静态存储单元虽然使用元件多，集成度低，但不需要刷容量存储器。静态存储单元虽然使用元件多，集成度低，但不需要刷新电路，使用方便，适用于小容量存储器。随着新技术的开发，目前新电路，使用方便，适用于小容量存储器。随着新技术的开发，目前新电路，使用方便，适用于小容量存储器。随着新技术的开发，目前新电路，使用方便，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，再加上采用静态存储单元的集成度已大大提

31、高，再加上采用静态存储单元的集成度已大大提高，再加上采用静态存储单元的集成度已大大提高，再加上采用CMOSCMOS，功耗和速度，功耗和速度，功耗和速度，功耗和速度指标得以改善而倍受用户青睐。指标得以改善而倍受用户青睐。指标得以改善而倍受用户青睐。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，其维持功耗可，其维持功耗可，其维持功耗可，其维持功耗可低达低达低达低达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

32、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.动态存储单元动态存储单元DRAM第9页，共21页，编辑于2022年，星期六 RAM RAM的扩展的扩展的扩展的扩展 一片一片一片一片RAMRAM的存储容量是一定的。在数字系统或计算机中，单个芯片往往不能的存储容量是一定的。在数字系统或计算机中，单个芯片往往不能的存储容量是一定的。在数字系统或计算机中，单个芯片往往不能的存储容量是一定的。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需要，因此就要将若干个存储器芯片组合起来，以扩展存储器容满足存储容量的需要，因此就要将若干个存储器芯片组合起来，以扩展存储器容满

33、足存储容量的需要，因此就要将若干个存储器芯片组合起来，以扩展存储器容满足存储容量的需要，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。量，从而达到要求。量，从而达到要求。量，从而达到要求。RAMRAM的扩展分为的扩展分为的扩展分为的扩展分为位扩展位扩展位扩展位扩展和和和和字扩展字扩展字扩展字扩展两种。两种。两种。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2 2n n个字，若只需要扩展位数不需扩个字，若只需要扩展位数不需扩个字，若只需要扩展位数不需扩个字，若只需要扩展位数不需扩展字数

34、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位数相同的位数相同的位数相同的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，每个线共用，每个线共用，每个线共用，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

35、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存储器需要存储器需要存储器需要存储器需要 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的的的的地址线、片选线和读写地址线、片选线和读写地址

36、线、片选线和读写地址线、片选线和读写线分别并联在一起每片线分别并联在一起每片线分别并联在一起每片线分别并联在一起每片RAMRAM的的的的I/OI/O端并行输出到端并行输出到端并行输出到端并行输出到1024810248存储器的存储器的存储器的存储器的I/OI/O端作端作端作端作为数据线为数据线为数据线为数据线I/OI/O0 0I/OI/O7 7即实即实即实即实现了位扩展，连接图如现了位扩展，连接图如现了位扩展，连接图如现了位扩展，连接图如图图图图6.66.6所示。所示。所示。所示。图图图图6.66.6第10页，共21页，编辑于2022年，星期六2.2.字扩展字扩展字扩展字扩展 在存储器的数据位数

37、满足要求而字数达不到要求时，需要字扩展。字数若增在存储器的数据位数满足要求而字数达不到要求时，需要字扩展。字数若增在存储器的数据位数满足要求而字数达不到要求时，需要字扩展。字数若增在存储器的数据位数满足要求而字数达不到要求时，需要字扩展。字数若增加，地址线需要做相应的增加，下面举例说明。加，地址线需要做相应的增加，下面举例说明。加，地址线需要做相应的增加，下面举例说明。加，地址线需要做相应的增加，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2

38、564RAM2564RAM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）（片）（片）图图6.7 用用2564RAM组成组成10244存储器存储器 第11页，共21页，编辑于2022年，星期六3.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 2564RAM 2564RAM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

39、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字扩展。，一般先进行位扩展后再进行字扩展。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，需两片，因此位数增加了一倍，需两片，因此位数增加了一倍，需两片，因此位数增加了一倍，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

40、数扩展了4 4倍，故应增加两位地址线，通过倍，故应增加两位地址线，通过倍，故应增加两位地址线，通过倍，故应增加两位地址线，通过译码器产生译码器产生译码器产生译码器产生4 4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。第12页，共21页，编辑于2022年，星期六

41、6.2.2 ROM 6.2.2 ROM 前面讨论的随机存取存储器，无论是静态还是动态的，当电源断电时，存储的信息前面讨论的随机存取存储器，无论是静态还是动态的，当电源断电时，存储的信息前面讨论的随机存取存储器，无论是静态还是动态的，当电源断电时，存储的信息前面讨论的随机存取存储器，无论是静态还是动态的，当电源断电时，存储的信息便消失，具有易失性。而在计算机中，有一些信息需要长期存放，例如常数表、函数、便消失，具有易失性。而在计算机中，有一些信息需要长期存放，例如常数表、函数、便消失，具有易失性。而在计算机中，有一些信息需要长期存放，例如常数表、函数、便消失，具有易失性。而在计算机中，有一些信息

42、需要长期存放，例如常数表、函数、固定程序、表格和字符等，因此需要一种存储器来长期保存信息，只读存储器固定程序、表格和字符等，因此需要一种存储器来长期保存信息，只读存储器固定程序、表格和字符等，因此需要一种存储器来长期保存信息，只读存储器固定程序、表格和字符等，因此需要一种存储器来长期保存信息，只读存储器ROMROM就就就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，但不能是这样的一种存储器。其特点是在数据存入后，只能读

43、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，故称只读存储器写入，断电后不丢失存储内容，故称只读存储器写入，断电后不丢失存储内容，故称只读存储器写入，断电后不丢失存储内容，故称只读存储器ROMROM（Read Only MemoryRead Only Memory）。实训中）。实训中）。实训中）。实训中使用的使用的使用的使用的27642764就是一种就是一种就是一种就是一种ROMROM，其内容一旦写入就不会丢失，除非使用紫外线照射。，其内容一旦写入就不会丢失，除非使用紫外线照射。，其内容一旦写入就不会丢失，除非使用紫外线照射。，其内容一旦写入就不会丢失，除非使用紫外线照射。只读存储器

44、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在制造时就把需要存储的信息用电路结构固定下来，用户使在制造时就把需要存储的信息用电路结构固定下来，用户使在制造时就把需要存储的信息用电路结构固定下来，用户使在制造时就把需要存储的信息用电路结构固定下来，用户使用不得更改其存储内容，所以又称固定存储器。用不得更改其存储内容，所以又称固定存储器。用不得更改其存储内容，所以又称固定存储器。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）：）：）：）：P

45、ROMPROM存储的数据是由用户按自己的需求写入的，但只存储的数据是由用户按自己的需求写入的，但只存储的数据是由用户按自己的需求写入的，但只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。能写一次，一经写入就不能更改。能写一次，一经写入就不能更改。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由用户写入数由用户写入数由用户写入数由用户写入数据（程序），当需要变动时还可以修改，使用较灵活。据（程序），当需要变动时

46、还可以修改，使用较灵活。据（程序），当需要变动时还可以修改，使用较灵活。据（程序），当需要变动时还可以修改，使用较灵活。根据逻辑电路的特点，根据逻辑电路的特点，根据逻辑电路的特点，根据逻辑电路的特点，ROMROM属于组合逻辑电路，即给一组输入（地址），存属于组合逻辑电路，即给一组输入（地址），存属于组合逻辑电路，即给一组输入（地址），存属于组合逻辑电路，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，可以采用一些简单储器相应地给出一种输出（存储的字）。因此要实现这种功能，可以采用一些简单储器相应地给出一种输出（存储的字）。因此要实现这种功能，可以采用一些简单储器

47、相应地给出一种输出（存储的字）。因此要实现这种功能，可以采用一些简单的逻辑门。的逻辑门。的逻辑门。的逻辑门。第13页，共21页，编辑于2022年，星期六1.1.掩膜掩膜掩膜掩膜ROM ROM 掩膜掩膜掩膜掩膜ROMROM，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信息写入存在制造时，生产厂利用掩膜技术把信息写入存在制造时，生产厂利用掩膜技术把信息写入存在制造时，生产厂利用掩膜技术把信息写入存储器中。按使用的器件可分为二极管储器中。按使用的器件可分为二极管储器中。按使用的器件可分为二极管储器中。按使用的器件可分为二极管RO

48、MROM、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。三种类型。三种类型。三种类型。在这里主要介绍二极管掩膜在这里主要介绍二极管掩膜在这里主要介绍二极管掩膜在这里主要介绍二极管掩膜ROMROM。ROM ROM的电路结构包含存储矩阵、地址译的电路结构包含存储矩阵、地址译的电路结构包含存储矩阵、地址译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分。如图码器和输出缓冲器三个组成部分。如图码器和输出缓冲器三个组成部分。如图码器和输出缓冲器三个组成部分。如图6.96.9所示。所示。所示。所示。图图图图6 6.9 9 二二

49、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 存储矩阵由许多存储单元排列而成。存存储矩阵由许多存储单元排列而成。存存储矩阵由许多存储单元排列而成。存存储矩阵由许多存储单元排列而成。存储单元可以用二极管、双极型三极管或储单元可以用二极管、双极型三极管或储单元可以用二极管、双极型三极管或储单元可以用二极管、双极型三极管或MOSMOS管构成。每个单元能存放管构成。每个单元能存放管构成。每个单元能存放管构成。每个单元能存放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

50、 0）。每）。每）。每）。每1 1个或一组存储单元有一个对个或一组存储单元有一个对个或一组存储单元有一个对个或一组存储单元有一个对应的地址代码。应的地址代码。应的地址代码。应的地址代码。地址译码器地址译码器地址译码器地址译码器 地址译码器的作用是将输入的地址代码译地址译码器的作用是将输入的地址代码译地址译码器的作用是将输入的地址代码译地址译码器的作用是将输入的地址代码译成相应的控制信号，用它从存储矩阵中将指定成相应的控制信号，用它从存储矩阵中将指定成相应的控制信号，用它从存储矩阵中将指定成相应的控制信号，用它从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。的单元选出，并把其中的数据