第9章 半导体存储器.ppt

第9章半导体存储器 9 1概述 9 2只读存储器 ROM 9 3随机存取存储器 RAM 退出 ROM的分类 掩膜ROM 不能改写 PROM 只能改写一次 EPROM 可以改写多次 存储器的分类 RAM 在工作时既能从中读出 取出 信息 又能随时写入 存入 信息 但断电后所存信息消失 ROM 在工作时只能从中读出信息 不能写入信息 且断电后其所存信息在仍能保持 9 1概述 9 2只读存储器 ROM 9 2 1ROM的结构及工作原理 9 2 2ROM的应用 9 2 3ROM容量扩展 退出 9 2 1ROM的结构及工作原理 1 ROM的结构 存储容量 字线数 位线数 2n b 位 2 ROM的工作原理 4 4位ROM 地址译码器 存储体 存储内容 A1 0A0 0 W0 1 W1 0 W2 0 W3 0 D3 1 D1 1 D0 1 D2 0 A1 0A0 1 W0 0 W1 1 W2 0 W3 0 D3 0 D1 0 D0 1 D2 1 A1 1A0 0 W0 0 W1 0 W2 1 W3 0 D3 1 D1 0 D0 0 D2 1 A1 1A0 1 W0 0 W1 0 W2 0 W3 1 D3 0 D1 1 D0 1 D2 1 ROM的简化画法 地址译码器产生了输入变量的全部最小项 存储体实现了有关最小项的或运算 与阵列固定 或阵列可编程 连接 断开 9 2 2ROM的应用 1 用ROM实现组合逻辑函数 逻辑表达式 真值表或最小项表达式 1 1 按A B C D排列变量 并将Y1 Y2扩展成为4变量的逻辑函数 2 2 选择ROM 画阵列图 2 用ROM作函数运算表 用ROM构成能实现函数y x2的运算表电路 例 设x的取值范围为0 15的正整数 则对应的是4位二进制正整数 用B B3B2B1B0表示 根据y x2可算出y的最大值是152 225 可以用8位二进制数Y Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y0表示 由此可列出Y B2即y x2的真值表 真值表 逻辑表达式 阵列图 3 用ROM作字符发生器电路 用ROM存储字符Z 9 2 3ROM的容量扩展 EPROM芯片 正常使用时 VCC 5V VPP 5V 编程时 VPP 25V 1 位扩展 字长的扩展 地址线及控制线分别并联 输出一个作为高8位 另一个作为低8位 用两片27256扩展成32k 16位EPROM 2 字扩展 字数扩展 地址码扩展 用4片27256扩展成4 32k 16位EPROM 本节小结 只读存储器在存入数据以后 不能用简单的方法更改 即在工作时它的存储内容是固定不变的 只能从中读出信息 不能写入信息 并且其所存储的信息在断电后仍能保持 常用于存放固定的信息 ROM由地址译码器和存储体两部分构成 地址译码器产生了输入变量的全部最小项 即实现了对输入变量的与运算 存储体实现了有关最小项的或运算 因此 ROM实际上是由与门阵列和或门阵列构成的组合电路 利用ROM可以实现任何组合逻辑函数 利用ROM实现组合函数的步骤 1 列出函数的真值表或写出函数的最小项表达式 2 选择合适的ROM 画出函数的阵列图 9 3随机存取存储器 RAM 9 3 1RAM的结构 退出 9 3 2RAM容量的扩张 RAM是由许许多多的基本寄存器组合起来构成的大规模集成电路 RAM中的每个寄存器称为一个字 寄存器中的每一位称为一个存储单元 寄存器的个数 字数 与寄存器中存储单元个数 位数 的乘积 叫做RAM的容量 按照RAM中寄存器位数的不同 RAM有多字1位和多字多位两种结构形式 在多字1位结构中 每个寄存器都只有1位 例如一个容量为1024 1位的RAM 就是一个有1024个1位寄存器的RAM 多字多位结构中 每个寄存器都有多位 例如一个容量为256 4位的RAM 就是一个有256个4位寄存器的RAM 9 3 1RAM的结构 由大量寄存器构成的矩阵 用以决定访问哪个字单元 用以决定芯片是否工作 用以决定对被选中的单元是读还是写 读出及写入数据的通道 容量为256 4RAM的存储矩阵 存储单元 1024个存储单元排成32行 32列的矩阵 每根行选择线选择一行 每根列选择线选择一个字列 Y1 1 X2 1 位于X2和Y1交叉处的字单元可以进行读出或写入操作 而其余任何字单元都不会被选中 地址的选择通过地址译码器来实现 地址译码器由行译码器和列译码器组成 行 列译码器的输出即为行 列选择线 由它们共同确定欲选择的地址单元 256 4RAM存储矩阵中 256个字需要8位地址码A7 A0 其中高3位A7 A5用于列译码输入 低5位A4 A0用于行译码输入 A7 A0 00100010时 Y1 1 X2 1 选中X2和Y1交叉的字单元 00010 001 集成2kB 8位RAM6116 写入控制端 片选端 输出使能端 9 3 2RAM容量的扩展 位扩展 将地址线 读 写线和片选线对应地并联在一起 输入 输出 I O 分开使用作为字的各个位线 字扩展 输入 输出 I O 线并联 要增加的地址线A10 A12与译码器的输入相连 译码器的输出分别接至8片RAM的片选控制端 本节小结 随机存取存储器 RAM 可以在任意时刻 对任意选中的存储单元进行信息的存入 写入 或取出 读出 操作 与只读存储器ROM相比 RAM最大的优点是存取方便 使用灵活 既能不破坏地读出所存信息 又能随时写入新的内容 其缺点是一旦停电 所存内容便全部丢失 RAM由存储矩阵 地址译码器 读 写控制电路 输入 输出电路和片选控制电