第7章 存储器(精品).ppt

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1、7.半导体存储器 7.1 只读存储器7.2 随机存取存储器教学基本要求：教学基本要求：掌握半导体存储器字、位、存储容量、地址掌握半导体存储器字、位、存储容量、地址 等基本概念。等基本概念。掌握掌握RAM、ROM的的工作原理及典型应用。工作原理及典型应用。了解存储器的存储单元的组成及工作原理。了解存储器的存储单元的组成及工作原理。掌握掌握RAM的容量扩展的容量扩展概概 述述半导体存半导体存储储器器能存放大量二值信息的半导体器件。能存放大量二值信息的半导体器件。存储器的主要性能指标存储器的主要性能指标2.存储速度存储速度1.存储容量存储容量存储数据量存储数据量存储器存储器(从工作从工作方式分方式分

2、)RAM(Random-Access Memory)ROM(Read-Only Memory)RAM(随机存取存储器随机存取存储器):在运行状态可以随时进行读或写操作。在运行状态可以随时进行读或写操作。存储的数据必须有电源供应才能保存存储的数据必须有电源供应才能保存,一旦掉电一旦掉电,数据全部丢失。数据全部丢失。ROM(只读存储器只读存储器)：在正常工作状态只能读出信息。：在正常工作状态只能读出信息。断电后信息不会丢失，常用于断电后信息不会丢失，常用于存放固定信息（如程序、常数等）存放固定信息（如程序、常数等）。固定固定ROM可可编程编程ROMPROMEPROME2PROMSRAM(Stati

3、c RAM)：静态静态RAMDRAM(Dynamic RAM)：动态动态RAM分分 类类 只读存储器，工作时内容只能读出，不能随时写入，所以称为只读存只读存储器，工作时内容只能读出，不能随时写入，所以称为只读存储器。储器。(Read-Only Memory)1.ROM的分类的分类按写入情况划分按写入情况划分 固定固定ROM可可编程编程ROMPROMEPROME2PROM按存贮单元中按存贮单元中器件划分器件划分 二极管二极管ROM三极管三极管ROMMOS管管ROM一、一、ROM的的 定义与基本结构定义与基本结构7.1 只读存储器只读存储器2.一般结构一般结构存储矩阵存储矩阵 地地址址译译码码器器

4、地地址址输输入入数据输出数据输出控制信号输入控制信号输入输出控制电路输出控制电路地址译码器地址译码器存储矩阵存储矩阵输出控制电路输出控制电路3.几个基本概念：几个基本概念：存储容量（存储容量（M)：存储二进制信息的总量。存储二进制信息的总量。字数：字的总量。字数：字的总量。字：以多位二进制码为单位字：以多位二进制码为单位表示数据的信息表示数据的信息称为一个字，称为一个字，字的位数称为字长字的位数称为字长(位数位数)。存储容量（存储容量（M)字数字数位数位数地址：每个字的编号。地址：每个字的编号。字数字数=2n（n为存储器外部地址线的线数）为存储器外部地址线的线数）4.二极管二极管ROM结构示意

5、图结构示意图存储存储矩阵矩阵位线位线字线字线输出控制电路输出控制电路M=4 4地址译码器地址译码器字线与位线的交点都是一个字线与位线的交点都是一个存储单元。交点处有二极管存储单元。交点处有二极管相当存相当存1 1，无二极管相当存，无二极管相当存0 0当当OE=1时输出为高阻状态时输出为高阻状态000101111101111010001101地地 址址A1A0D3D2D1D0内内 容容当当OE=0时时5.ROM电路的阵列图表示方法电路的阵列图表示方法 有黑点表示存储了有黑点表示存储了1，没有黑点表示存储了，没有黑点表示存储了0。（1）用于存储固定的专用程序用于存储固定的专用程序（2）利用利用RO

6、M可实现查表或码制变换等功能可实现查表或码制变换等功能二、二、ROM的应用举例的应用举例（3 3）实现任意组合逻辑函数）实现任意组合逻辑函数【解解】（1）写出各函数的标准与或表达式：）写出各函数的标准与或表达式：按按A、B、C、D顺序排列变量，将顺序排列变量，将Y1、Y2、Y4扩展成为四变量逻辑函数。扩展成为四变量逻辑函数。试用试用ROM实现下列函数：实现下列函数：（2 2）选用）选用164164位位ROMROM，画存储矩阵连线图：画存储矩阵连线图：7.2 随机存取存储器（RAM）一、静态随机存取存储器(SRAM)二、存储器容量的扩展7.2 随机存取存储器（随机存取存储器（RAM）一、一、静态

7、随机存取存储器静态随机存取存储器(SRAM)1 SRAM 的基本结构的基本结构 工作模式工作模式 CE WE OE I/O0 I/Om-保持保持(微功耗微功耗)1 X X 高阻高阻 读读 0 1 0 数据输出数据输出 写写 0 0 X 数据输入数据输入 输出无效输出无效 0 1 1 高阻高阻 CECE片选信号片选信号WEWE写使能信号写使能信号OEOE输出使能信号输出使能信号1.RAM存储单元存储单元 静态静态SRAM(Static RAM)双稳态存储单元双稳态存储单元电路电路列存储单元公用的门列存储单元公用的门控制管，与读写控制电路相接控制管，与读写控制电路相接Yi 1时时导通导通本单元门控

8、制管本单元门控制管:控控制触发器与位线的制触发器与位线的接通。接通。Xi=1时时导通导通来自列地址译码来自列地址译码器的输出器的输出来自行地址译码来自行地址译码器的输出器的输出1.RAM存储单元存储单元 静态静态SRAM(Static RAM)T5、T6导通导通T7、T8均导通均导通Xi=1Yj=1触发器的输出与数据触发器的输出与数据线接通，该单元通过数线接通，该单元通过数据线读取数据。据线读取数据。触发器与位线接通触发器与位线接通二、二、存储器容量的扩展存储器容量的扩展 位扩展可以利用芯片的并联方式实现。位扩展可以利用芯片的并联方式实现。CE A11A0WED0 D1 D2 D3WECEA0

9、A114K4位位I/O0 I/O1 I/O2 I/O3D12 D13 D14 D15CEA0A114K4位位I/O0 I/O1 I/O2 I/O3WE1.字长（位数）的扩展字长（位数）的扩展-用用4KX4位的芯片组成位的芯片组成4KX16位的位的存储系统。存储系统。三、三、RAM存储容量的扩展存储容量的扩展2.2.字数的扩展字数的扩展用用8KX8位的芯片组成位的芯片组成32KX8位的存储系统。位的存储系统。RAM1D D0 0D D7 7A A0 0A A1212CE1芯片数芯片数=4=4RAM1D D0 0D D7 7A A0 0A A1212CE1RAM1D D0 0D D7 7A A0

10、0A A1212CE1RAM1D D0 0D D7 7A A0 0A A1212CE1系统地址线数系统地址线数=15=15系统系统:A0 A14 A13 A14?2000H2001H2002H 3FFFH 4000H400H4002H 5FFFH 6000H6001H6002H 7FFFH 0000H0001H0002H 1FFFH芯片芯片:A0 A12 字数的扩展可以利用外加译码器控制存储器芯片的片选输入端来实现。字数的扩展可以利用外加译码器控制存储器芯片的片选输入端来实现。2000H2001H2002H 3FFFH 4000H400H4002H 5FFFH 6000H6001H6002H 7FFFH 0000H0001H0002H 1FFFH