第7章 半导体存储器与可编程逻辑器件习题解答.doc

思考题与习题7.1 选择题7.14 选择题1）存储容量为8K8位的ROM存储器，其地址线为 条。 CA、8 B、12 C、13 D、14 2）只能按地址读出信息，而不能写入信息的存储器为 。 bA、 RAM B、ROM C、 PROM D、EPROM 3）一片ROM有n根地址输入，m根位线输出，则ROM的容量为 。aA、 B、 C、 D、 4)一个6位地址码、8位输出的ROM，其存储矩阵的容量为 。A、46 B、64 C、512 D、256 5）为构成40968的RAM，需要 片20242的RAM，并需要有 位地址译码以完成寻址操作。A、8 ，15 B、16，11 C、10，12 D、8，12 6）PAL是一种的 可编程逻辑器件。A、与阵列可编程，或阵列固定 B、与阵列列固，或阵可编程定 C、与阵列、或阵列固定 D、与阵列、或阵列可编程7.2 试写出如图7-27所示阵列图的逻辑函数表达式和真值表，并说明其功能。图7-27 题7.2图解：根据与阵列的输出为AB的最小项和阵列图中有实心点“”为1，无“”为0，可以写出：A BF0 F1 F2 F30 00 0 0 10 10 1 1 11 00 1 1 11 11 1 0 0表7-1 例7-1真值表从上述逻辑表达式可以看出，图7-1所示阵列图实现了输入变量A、B的四种逻辑运算：与、或、异或和与非。列出真值表如表7-1所示。7.3 若存储器芯片的容量为128K8位，求： 1）访问芯片需要多少地址？ 2）假定该芯片在存储器中首地址为A00000H，末地址为多少？解：存储器容量=字数位数=1）128K8=，所以需要17根地址。 2）由于=（100000000000000000）2字节=20000H字节。也就是说的芯片包含20000H个字节，每个字节占用一个地址，则需要占用20000H个地址。因此，若该芯片在存储器中的首地址为A00000H，则末地址为：A00000H+20000H-1H= A00000H+1FFFF=BFFFFH7.4 试用ROM实现下列各函数解：本题是组合逻辑函数的实现，分析步骤如下：（1）写出各函数的标准与或表达式： 按A、B、C、D顺序排列变量，将Y1、Y2、Y4扩展成 为四变量逻辑函数。（2）选用164位ROM，画存储矩阵连线图：7.5 试用ROM构成能实现函数y=x2的运算表电路，x的取值范围为015的正整数。解：本题是ROM的应用，分析如下：（1）分析要求、设定变量 自变量x的取值范围为015的正整数，对应的4位二进制正整数，用B=B3B2B1B0表示。根据y=x2的运算关系，求出y的最大值是152225，可以用8位二进制数Y=Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y0表示。（2）列真值表函数运算表（3）写标准与或表达式(4)画ROM存储矩阵结点连接图为做图方便，我们将ROM矩阵中的二极管用节点表示。7.6 用一片GAL16V8设计一个带进位的同步64进制计数器，要求该计数器具有复位（清零）和使能功能。画出引脚配置图。解：根据教材实现N位任意进制计数器设计说明，得到64进制计数器的逻辑图如图7-3所示。 根据逻辑图，画出GAL16V8的引脚配置图，如图所示。7.7 将1K*4的RAM芯片扩展为2K*4的存储器系统。解：第一片的存储容量为1K*4地址范围是A10 A9 A8 A7A0 0 0 0 00000000 000H 0 1 1 11111111 3FFH第二片的存储容量为1K*4地址范围是A10 A9 A8 A7A0 1 0 0 00000000 400H 1 1 1 11111111 7FFH7.8 试用EPROM实现一组逻辑函数： 指出需要多大容量的EPROM，并且列出存储矩阵的存储内容表。解：需要位，即164位容量的EPROM。经过函数变换，可得：EPROM的存储内容表如下。地址内容01100100010000000100000000001000010000000000100000001000100010117.9 由164位ROM和4位二进制加法计数器74LS161组成的脉冲分配电路如图7-28所示，ROM输入、输出关系如表7-8所示。试画出在CP信号作用下D3、D2、D1、D0的波形。图7-28 题7.9图表7-8 ROM的输入输出关系解：题中给定的逻辑图可见，4位二进制计数器74LS161的数据输入端D3D2D1D0为0001，进位输出C通过非门送给预置数端，构成了15进制计数器。根据给定的表6-3数据输出和地址输入之间的关系可以画出在CP脉冲作用下D3、D2、D1、D0的波形图如图所示。7.10 试用EPROM设计一个能将四位二进制数转换位循环码的代码转换电路，要求列出代码转换电路的真值表，画出阵列图。解：四位二进制码转换成四位循环码的真值表，如表6-2所示。由于输入变量和输出变量均为四位，故EPROM须有四个地址输入端和四条数据线。所以选用164的EPROM。因为与、或阵列的输出均为最小项和其表达式，所以用ROM设计组合逻辑电路无需化简。由真值表画出阵列图比较直观。逻辑图如图7-3所示。表7-3 例7-3真值表B3 B2 B1 B0G3 G2 G1 G00 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 11 1 0 01 1 0 11 1 1 01 1 1 10 0 0 00 0 0 10 0 1 10 0 1 00 1 1 00 1 1 10 1 0 10 1 0 01 1 0 01 1 0 11 1 1 11 1 1 01 0 1 01 0 1 11 0 0 11 0 0 07.11 试用EPROM实现=的转换（精确到个位）。式中的范围为02047，的范围为045，要求画出电路图，并列出从000H01FH以及7E0H7FFH的存储器真值表（000H之后的H表示000为十六进制数）。解：可选用EPROM27C16（2K8位）来实现。输入X的范围为02047，转换为二进制后为000H7FFH（用十六进制数表示），共11位，而27C16有11根地址输入线，正好可以将输入X所对应的二进制数作为地址信号。输出Y的范围为045，27C16的字长为8位，可表示两位十进制数（用8421BCD码表示），范围为0099，满足输出Y的要求。所以，我们设计为输出为两位十进制数的8421BCD码。当然，输出也可以设计为输出二进制数，这样，输出只用其中的6位，和不用。000H01FH的存储器真值表如下表（输出精确到个位，十分位四舍五入）。000H01FH的存储器真值表X的值(十进制数)地 址内 容Y的值（十进制数） 00000000000000000000000010000000000100000001010200000000010000000010103000000000110000001002040000000010000000010020500000000101000000100206000000001100000001002070000000011100000011030800000001000000000110309000000010010000001103100000000101000000011031100000001011000000110312000000011000000001103130000000110100000100041400000001110000001000415000000011110000010004160000001000000000100041700000010001000001000418000000100100000010004190000001001100000100042000000010100000001000421000000101010000010105220000001011000000101052300000010111000001010524000000110000000010105250000001100100000101052600000011010000001010527000000110110000010105280000001110000000101052900000011101000001010530000000111100000010105310000001111100000110067E0H7FFH的存储器真值表如下表（输出精确到个位，十分位四舍五入）。7E0H7FFH的存储器真值表X的值(十进制数)地 址内 容Y的值（十进制数） 201611111100000010001014520171111110000101000101452018111111000100100010145201911111100011010001014520201111110010001000101452021111111001010100010145202211111100110010001014520231111110011101000101452024111111010000100010145202511111101001010001014520261111110101001000101452027111111010110100010145202811111101100010001014520291111110110101000101452030111111011100100010145203111111101111010001014520321111111000001000101452033111111100010100010145203411111110010010001014520351111111001101000101452036111111101000100010145203711111110101010001014520381111111011001000101452039111111101110100010145204011111111000010001014520411111111100101000101452042111111110100100010145204311111111011010001014520441111111110001000101452045111111111010100010145204611111111110010001014520471111111111101000101457.12 把1024*4的RAM扩展为1024*8的 RAM解：7.13 ROM和RAM有什么相同和不同之处？ROM写入信息有几种方式？解：ROM和RAM都是存储器，可以用来写入二进制信息。不同之处是ROM写入之后不能擦除(只能通过特殊方法擦除)；RAM可以随机存取信息。ROM写入信息有以下几种方式：固定ROM由厂家写入；可编程ROM由用户将熔丝通过大电流写入信息；可擦可编程ROM可以多次写入和擦除信息，但需要经过专门的编程器，实现光和电擦除等。7.14 下列RAM各有多少条地址线？ 5122位 1K8位 2K1位 16K1位 2564位 64K1位解： 5122位：512=29，故有9个地址输入端。 1K8位：1K=1024=210，故有10个地址输入端。 2K1位：2K=2048=211，故有11个地址输入端。 16K1位：16K=214，故有14个地址输入端。 2564位：256=28，故有8个地址输入端。 64K1位：64K=216，故有16个地址输入端。7.15 可编程逻辑器件是如何进行分类的？解：根据芯片的集成度和结构复杂度分类分为：简单可编程逻辑器件SPLD复杂可编程逻辑器件CPLD现场可编程逻辑门阵列 FPGA。按制造技术和编程方式进行分类双极熔丝制造技术的可编程ASIC（Lattice的PAL系列）EECMOS制造技术的可编程ASIC（Lattice的GAL和ispLSI / pLSI）SRAM制造技术的可编程ASIC（Xilinx的FPGA，Altera的FPGA）反熔丝制造技术的可编程ASIC（Actel的FPGA）。7.16 画出实现下面双输出逻辑函数的PLD表示。 解：根据图中给出的逻辑函数，画出PLD表示如图所示。7.17 GAL16V8有多少条行线，有多少条列线，可编程与阵列中有多少个E2CMOS可编程单元。解：GAL16V8的与阵列有64条行线，32条列输入线。7.18 GAL16V8的OLMC中4个数据选择器各有多少功能？解：GAL16V8的OLMC中的4个数据选择器分别为：乘积项数据选择器PTMUX是2选1数据选择器，其主要功能是在AC0，AC1(n)的控制下，用来决定第一与项是否成为或门的输入。输