突发公共事件的危机管理

1、第九章第九章 半导体存储器半导体存储器9.1 存储器概述存储器概述存储器：专用于存放大量二进制数码的器件存储器：专用于存放大量二进制数码的器件按材料分类按材料分类 1) 1) 磁介质类磁介质类软磁盘、硬盘、磁带、软磁盘、硬盘、磁带、 2) 2) 光介质类光介质类CDCD、DVDDVD、 3) 3) 半导体介质类半导体介质类SDRAMSDRAM、EEPROMEEPROM、FLASH ROMFLASH ROM、按功能分类按功能分类 主要分主要分RAMRAM和和ROMROM两类，不过界限逐渐模糊两类，不过界限逐渐模糊 RAM: SDRAM, RAM: SDRAM, 磁盘，磁盘， ROM: CD, D

2、VD, FLASH ROM, EEPROMROM: CD, DVD, FLASH ROM, EEPROM1.1. 存储器一般概念存储器一般概念2. 存储器分类：存储器分类： RAM (Random Access Memory) 随机存取存储器随机存取存储器ROM (Read Only Memory) 只读存储器只读存储器随机存取存储器：运行状态可以随时进行读或写操作随机存取存储器：运行状态可以随时进行读或写操作RAM信息易失：信息易失： 芯片必须供电才能保持存储的数据芯片必须供电才能保持存储的数据SRAMDRAM只读存储器：通过特定方法写入数据，正常工作时只能读出只读存储器：通过特定方法写入数

3、据，正常工作时只能读出ROM信息非易失：信息一旦写入，即使断电也不会丢失信息非易失：信息一旦写入，即使断电也不会丢失ROM (工厂掩膜工厂掩膜)PROM(一次编程一次编程)EPROM(多次编程多次编程)双极型双极型MOS型型3. 存储器的主要性能指标：存储器的主要性能指标：容量：存储单元总数（容量：存储单元总数（bit）存取时间：表明存储器工作速度存取时间：表明存储器工作速度其它：材料、功耗、封装形式等等其它：材料、功耗、封装形式等等1Kbit=1024bit=21Kbit=1024bit=21010bitbit128Mbit=134217728bit=2128Mbit=134217728bi

4、t=22727bitbit字长：一个芯片可以同时存取的比特数字长：一个芯片可以同时存取的比特数1 1位、位、4 4位、位、8 8位、位、1616位、位、3232位等等位等等标称：字数标称：字数位数位数 如如4K4K8 8位位=2=212128=28=21515单元（单元（bit）读操作和写操作时序图：存储器的工作时序关系读操作和写操作时序图：存储器的工作时序关系9.1只读存储器（只读存储器（ROM）（2 2）一次性可编程）一次性可编程ROMROM（PROMPROM）。出厂时，存储内容全为）。出厂时，存储内容全为1 1（或全为（或全为0 0），用户可根据自己的需要编程，但只能编程），用户可根据自

5、己的需要编程，但只能编程一次。一次。一一 ROMROM的分类的分类按照数据写入方式特点不同，按照数据写入方式特点不同，ROMROM可分为以下几种：可分为以下几种：（1 1）固定）固定ROMROM。厂家把数据写入存储器中，用户无法进行。厂家把数据写入存储器中，用户无法进行任何修改。任何修改。 （3 3）光可擦除可编程）光可擦除可编程ROMROM（EPROMEPROM）。采用浮栅技术生产）。采用浮栅技术生产的可编程存储器。其内容可通过紫外线照射而被擦除，的可编程存储器。其内容可通过紫外线照射而被擦除，可多次编程。可多次编程。（4）电可擦除可编程）电可擦除可编程ROM（E2PROM）。）。也是采用浮

6、也是采用浮栅技术生产的可编程栅技术生产的可编程ROM，但是构成其存储单元的是，但是构成其存储单元的是隧道隧道MOS管，是用电擦除管，是用电擦除，并且擦除的速度要快的多，并且擦除的速度要快的多（一般为毫秒数量级）。（一般为毫秒数量级）。E2PROM的电擦除过程就是的电擦除过程就是改写过程，它具有改写过程，它具有ROM的非易失性，又具备类似的非易失性，又具备类似RAM的功能，可以随时改写（可重复擦写的功能，可以随时改写（可重复擦写1万次以上）。万次以上）。（5 5）快闪存储器（）快闪存储器（Flash MemoryFlash Memory）。也是采用浮栅型）。也是采用浮栅型MOSMOS管，存储器中

7、数据的擦除和写入是分开进行的，管，存储器中数据的擦除和写入是分开进行的，数据写入方式与数据写入方式与EPROMEPROM相同，一般一只芯片可以擦除相同，一般一只芯片可以擦除/ /写入写入100100万次以上。万次以上。存储矩阵存储矩阵输出电路输出电路 地址译码器地址译码器数据输出数据输出地址地址输入输入控制信号输入控制信号输入( CS 、R )二、二、ROM的基本结构的基本结构ROM也由地址译码器、存储矩阵和输出电路（输出缓冲也由地址译码器、存储矩阵和输出电路（输出缓冲器）三部分组成器）三部分组成地址译码部分与地址译码部分与RAMRAM相同，存储相同，存储矩阵和输入输出矩阵和输入输出控制电路由

8、于存控制电路由于存储机理不同而有储机理不同而有较大区别较大区别（1）电路组成：）电路组成：. .ENDENENDDDEN.DDDD00112233输出缓冲器位线WWW0123字线与门阵列（译码器）EN.1A（编码器）.或0.1.A1.阵1CC门.1WV列.由二极管与门由二极管与门和和或门构成。或门构成。与门阵列组成与门阵列组成译码器，或门译码器，或门阵列构成存储阵列构成存储阵列。阵列。1、二极管固定ROM（2）输出信号表达式）输出信号表达式与门阵列输出表达式：与门阵列输出表达式：或门阵列输出表达式：或门阵列输出表达式：010AAW 011AAW 012AAW 013AAW 200WWD 321

9、1WWWD 3202WWWD 313WWD. .ENDENENDDDEN.DDDD00112233输出缓冲器位线WWW0123字线与门阵列（译码器）EN.1A（编码器）.或0.1.A1.阵1CC门.1WV列.（3）ROM存储内容的真值表存储内容的真值表与门阵列输出表达式：与门阵列输出表达式：010AAW 011AAW 012AAW 013AAW 或门阵列输出表达式：或门阵列输出表达式：200WWD 3211WWWD 3202WWWD 313WWD 地地 址址存存 储储 内内 容容A1 A0 D3 D2 D1 D0 0 00 11 01 10 1 0 11 0 1 00 1 1 11 1 1 0

10、A0A1A1A0Y0Y1Y2Y3D3D2D1D02 线线-4 线线译译码码器器熔熔丝丝连连通通代代表表 1编程前的编程前的PROM存储存储矩阵矩阵字线字线位线位线（1）二极管）二极管PROM的结构示意图的结构示意图2. 各类各类PROM的存储单元的存储单元A0 A1A1A0Y0Y1Y2Y3D3D2D1D 02 线线-4 线线译译码码器器熔熔丝丝断断开开代代表表 0编程后的编程后的PROM地地 址址A1A0D3D2D1D0内内 容容000101111000110110110101输1AA器.地入址译0n 1地码址A.i单元n2 1b 1.1D.WWi0单元Dn.1位位线线.2 1输输出出数数据据

11、DW.001单元单元W存存储储单单元元字字线线1.ROM的内部结构的内部结构由地址译码器和存储矩阵组成。由地址译码器和存储矩阵组成。ROM的结构及工作原理由地址译码器由地址译码器和或门存储矩阵组成。和或门存储矩阵组成。例：存储容量为例：存储容量为44的的ROM0 1 0 11 0 1 00 1 1 11 1 1 0D3 D2 D1 D0 存存 储储 内内 容容0 00 11 01 1A1 A0 地地 址址ROM真值表真值表A0AW0W3W2W11地地址址译译码码器器D32DD1110D11ROM的基本工作原理高电平高电平译码译码1.作函数运算表电路作函数运算表电路【例【例1】试用试用ROM构成

12、能实现函数构成能实现函数y=x2的运算表电路，的运算表电路，x的的取值范围为取值范围为015的正整数。的正整数。 【解【解】 （1）分析要求、设定变量）分析要求、设定变量 自变量自变量x的取值范围为的取值范围为015的正整数，对应的的正整数，对应的4位二进制位二进制正整数，用正整数，用B=B3B2B1B0表示。根据表示。根据y=x2的运算关系，可求的运算关系，可求出出 y 的 最 大 值 是的 最 大 值 是 1 52 2 2 5 ， 可 以 用， 可 以 用 8 位 二 进 制 数位 二 进 制 数Y=Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y0表示。表示。（2）列真值表）列真值表ROM的应用(补充)0

13、 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 10 0 0 0 0 1 0 00 0 0 0 1 0 0 10 0 0 1 0 0 0 00 0 0 1 1 0 0 10 0 1 0 0 1 0 00 0 1 1 0 0 0 10 1 0 0 0 0 0 00 1 0 1 0 0 0 10 1 1 0 0 1 0 00 1 1 1 1 0 0 11 0 0 1 0 0 0 01 0 0 1 1 0 0 11 1 0 0 0 1 0 01 1 1 0 0 0 0 1Y7 Y6 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 Y0 输输 出出01491625364964811001211441691962

14、25对应对应十进制数十进制数0 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 1B3 B2 B1 B0 输输 入入例例1真值表真值表Y7=m12+m13+m14+m15（3）写标准与或表达式）写标准与或表达式Y4=m4+m5+m7+m9+m11+m12Y6=m8+m9+m10+m11+m14+m15Y5=m6+m7+m10+m11+m13+m15Y3=m3+m5+m11+m13Y1=0Y2=m2+m6+m10+m14(4)画

15、画ROM存储矩阵结点连接图存储矩阵结点连接图为作图方便，我们将为作图方便，我们将ROM矩阵中的二极管用节点表示。矩阵中的二极管用节点表示。Y0= m1+m3+m5+m7+m9+m11+m13+m15B13B12B11B10m0W0)()(11mWW23WW4W56WW78W9WW10W11W12W1314WW15或或门门阵阵列列阵阵矩矩取取存存（）址址 门门（码码）地地阵阵器器列列与与译译Y76YY5Y4Y3Y2Y10Y不可不可编程编程【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扩展成为四变量扩展

16、成为四变量逻辑函数。逻辑函数。【例【例2】试用试用ROM实现下列函数：实现下列函数：ABCCBACBACBAY 1CABCY 2ABCDDCABDCBADBCACDBADCBAY 3BCDACDABDABCY 4），（），（），（），（15141311715129630151411107615149854324321mmmmYYYY实现任意组合逻辑函数（2）选用）选用164位位ROM，画存储矩阵连线图：，画存储矩阵连线图：与与）取取列列WWWm)1存存门门107(码码门门91WWW1)0m41（(01123WYYY14WYW11址址或或WW13W643W1512WW阵阵521译译器器）阵阵地地

17、矩矩列列（阵阵W8C CD DA AB BROM容量的扩展容量的扩展(补充补充)（1）字长的扩展（位扩展）字长的扩展（位扩展）现有型号的现有型号的EPROM，输出多为，输出多为8位。位。下图是将两片下图是将两片2764扩展成扩展成8k16位位EPROM的连线图。的连线图。. .AAOO OCSOE00127.AAOO OCSOE00127CSOEA0A1270DD815DD13131388地址总线数据总线8kB88kB827642764UU12例：例：用用8片片2764扩展成扩展成64k8位的位的EPROM：（2）字数扩展（地址码扩展）字数扩展（地址码扩展）. .AAOO OCSOE00127

18、OE0AA12DD70O.0.120A7OOEACSOO.0.120A7OOEACSO.AAYYGG00A12G17.Y127642764276474LS138U1U2U8+5VAAA1314152A2B131313138888地址总线数据总线9.2 随机存取存储器随机存取存储器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

19、容量为10241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2564位的RAM，就是一个有256个4位寄存器的RAM。RAM的结构的结构RAM的结构按存储的机理分：按存储的机理分： 静态静态RAMRAM（static RAMstatic RAM）, ,简称简称SRAMSRAM。 动态动态RAMRAM（Dynamic RAMDynamic RAM）, ,简称简称DRAMDRAM。特点特点：RAM在工作时在工作时可随时对任意指定单元进行可随时对任意指定单元进行读或写读或写操作。使用方便、灵活。操作。使用方便、灵活。但切断电源后，所但切断电源

20、后，所存信息就会丢失。存信息就会丢失。静态RAM：数据由触发器记忆，只要不断电，数 据就能永久保存。动态RAM：是由MOS管栅极电容的存储效应来存储。存储矩阵地址译码器读/写控制电路地址码输入片选读/写控制输入/输出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结构X0X1X2X318 根列选择线 Y0 Y1 Y732根行选择线容量为2564 RAM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Y11，X21，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

21、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。A0A1A2A3A4X0X1X2X31A5 A6 A7Y0 Y1 Y7行译码器列 译 码 器2564 RAM存储矩阵中，256个字需要8位地址码A7A0。其中高3位A7A5用于列译码输入，低5位A4A0用于行译码输入。A7A0=00100010时，Y1=1、X2=1，选中X2和Y1交叉的字单元。010001 0 09.3.3 RAM容量的扩展容量的扩展I/O10241RAM(0)A0 A1 A9 R/W CSI/O0I/O1I/O10241RAM(7)A0 A1 A9 R/W CSI/O7A0A1A9R/WCSI/O10241RAM(1)A0 A1 A9 R/W CS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A0A1A9R/WA10A11A12I/O0I/O1I/O3I/O2I/O0 I/O1 I/O2 I/O31k4RAM(7)A0 A1 A9 R/W CSI/O0 I/O1 I/O2 I/O31k4RAM(1)A0 A1 A9 R/W CSI/O0 I/O1 I/O2 I/O31k4RA