第六半导体存储器

第六半导体存储器演示文稿现在是1页\一共有31页\编辑于星期二（优选）第六半导体存储器现在是2页\一共有31页\编辑于星期二静态存储器是以触发器为基本单元来存储0和1的，在不失电的情况下，触发器状态不会改变；动态存储器是用电容存储电荷的效应来存储二值信号的。电容漏电会导致信息丢失，因此要求定时对电容进行充电或放电。称为刷新。动态存储器都为MOS型。按工作特点不同：分成只读存储器、随机存取存储器。现在是3页\一共有31页\编辑于星期二

6.1.2半导体存储器的主要技术指标：半导体存储器有两个主要技术指标：存储容量和存取时间。1、存储容量：存储器中存储单元个数叫存储容量，即存放二进制信息的多少。现在是4页\一共有31页\编辑于星期二存储器中二值代码都是以字的形式出现的。一个字的位数称做字长。例如，16位构成一个字，该字的字长为16位。一个存储单元只能存放一位二值代码，要存储字长为16的一个字，就需要16个存储单元。若存储器能够存储1024个字，就得有1024×16个存储单元。通常，存储容量应表示为字数乘以位数。现在是5页\一共有31页\编辑于星期二例如:某存储器能存储1024个字，每个字4位，那它的存储容量就为1024×4=4096，即该存储器有4096个存储单元。存储器写入（存）或者读出（取）时，每次只能写入或读出一个字。若字长为8位，每次必须选中8个存储单元。选中哪些存储单元，由地址译码器的输出来决定。即由地址码来决定。现在是6页\一共有31页\编辑于星期二地址码的位数n与字数之间存在2n=字数的关系。如果某存储器有十个地址输入端，那它就能存210=1024个字。

2、存取周期连续两次读（写）操作间隔的最短时间称为存取周期。现在是7页\一共有31页\编辑于星期二6.2只读存储器半导体只读存储器(Read-onlyMemory,简称ROM)是只能读不能写的存储器。通常用其存放固定的数据和程序，如计算机系统的引导程序、监控程序、函数表、字符等。只读存储器为非易失性存储器，去掉电源，所存信息不会丢失。现在是8页\一共有31页\编辑于星期二ROM按存储内容的写入方式，可分为固定ROM,可编程序只读存储器，简称（PROM)和可擦除可编程只读存储器(ErasableProgrammableReadOnlyMemory，简称EPROM)。固定ROM：在制造时根据特定的要求做成固定的存储内容，出厂后，用户无法更改，只能读出。现在是9页\一共有31页\编辑于星期二PROM：存储内容可以由使用者编制写入，但只能写入一次，一经写入就不能再更改。EPROM：存储内容可以改变，但EPROM所存内容的擦去或改写，需要专门的擦抹器和编程器实现。在工作时，也只能读出。E2PROM：可用电擦写方法擦写。现在是10页\一共有31页\编辑于星期二6.2.1固定只读存储器(ROM)图6-1ROM结构图ROM由地址译码器、存储矩阵、输出和控制电路组成，如图6-1所示。现在是11页\一共有31页\编辑于星期二位线与字线之间逻辑关系为：D0=W0+W1D1=W1+W3

D2=W0+W2+W3

D3=W1+W3图6-3ROM的符号矩阵现在是12页\一共有31页\编辑于星期二存储矩阵的输出和输入是或的关系，这种存储矩阵是或矩阵。地址译码器的输出和输入是与的关系，因此ROM是一个多输入变量（地址）和多输出变量（数据）的与或逻辑阵列。

现在是13页\一共有31页\编辑于星期二6.2.2可编程只读存储器(PROM)

PROM和ROM的区别在于ROM由厂家编程，PROM由用户编程。出厂时PROM的内容全是0或全是1，使用时，用户可以根据需要编好代码，写入PROM中。现在是14页\一共有31页\编辑于星期二

6.2.3可擦可编程只读存储器(EPROM)可擦除可编程存储器又可以分为：光可擦除可编程存储器UVEPROM(Ultra—VioletEreasableProgrammableRead－OnlyMemory)电可擦除可编程存储器E2PROM(ElectricalEreasableProgrammableRead－OnlyMemory)快闪存储器(FlashMemory)等。现在是15页\一共有31页\编辑于星期二[例6-1]试用ROM设计一个能实现函数y=x2的运算表电路,x的取值范围为0~15的正整数。解：因为自变量x的取值范围为0~15的正整数,所以应用4位二进制正整数,用B=B3B2B1B0表示,而y的最大值是=225,可以用8位二进制数Y=Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y0表示。根据y=x2的关系可列出Y7、

Y6、Y5、Y4、Y3、Y2、Y1、Y0与B3、B2、B1、B0之间的关系如表6-2所示。根据表6-2可以写出Y的表达式：Y7=∑（12，13，14，15）Y6=∑（8，9，10，11，14，15）Y5=∑（6，7，10，11，13，15）Y4=∑（4，5，7，9，11，12）Y3=∑（3，5，11，13）Y2=∑（2，6，10，14）Y1=0Y0=∑（1，3，5，7，9，11，13，15）现在是16页\一共有31页\编辑于星期二0149162536496481100121144169196225十进制数注00000000000000010000010000001001000100000001100100100100001100010100000001010001011001000111100110010000101010011100010011100001Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y0输出0000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111B3B2B1B0输入真值表现在是17页\一共有31页\编辑于星期二根据表达式画出ROM存储点阵如下图。ROM点阵图现在是18页\一共有31页\编辑于星期二6.3随机存取存储器

随机存取存储器RAM（RandomAccessMemory）可随时从任一指定地址存入（写入）或取出（读出）信息。在计算机中，RAM用作内存储器和高速缓冲存储器。RAM分为静态RAM和动态RAM；静态RAM又分为双极型和MOS型。现在是19页\一共有31页\编辑于星期二

6.3.1静态RAM

1、双极型RAM存储单元;2、静态MOS形RAM;现在是20页\一共有31页\编辑于星期二

6.3.

2动态RAM

动态RAM与静态RAM的区别在于：信息的存储单元是由门控管和电容组成。用电容上是否存储电荷表示存1或存0。为防止因电荷泄漏而丢失信息，需要周期性地对这种存储器的内容进行重写，称为刷新。动态MOS存储单元电路主要是三管和单管结构。现在是21页\一共有31页\编辑于星期二

1、三管动态存储单元

2、单管动态存储单元现在是22页\一共有31页\编辑于星期二

6.3.3集成RAM简介

图6-14是Intel公司的MOS型静态2114的结构图。1024×4位RAM。可以选择4位的字1024个。采用X、Y双向译码方式。4096个存储单元排列成64行×64列矩阵，64列中每四列为一组，分别由16根Y译码输出线控制。即每一根译码输出线控制存储矩阵中四列的数据输入、输出通路，读写操作在（读/写信号）和（选片信号）的控制下进行。现在是23页\一共有31页\编辑于星期二当=0且=1时，实现读出操作，当=0且=0时执行写操作。正确使用2114RAM的关键是掌握各种信号的时序关系。不作详细介绍。图6-142114RAM1024×4位存储器结构图现在是24页\一共有31页\编辑于星期二6.3.4RAM的扩展RAM的种类很多，存储容量有大有小。当一片RAM不能满足存储容量需要时，就需要将若干片RAM组合起来，构成满足存储容量要求的存储器。RAM的扩展分为位扩展和字扩展两种。

1.位扩展字数满足要求，而位数不够时，应采用位扩展。现在是25页\一共有31页\编辑于星期二实现位扩展的原则是：①多个单片RAM的I/O端并行输出。②多个RAM的CS接到一起，作为RAM的片选端（同时被选中）；③地址端对应接到一起，作为RAM的地址输入端。④多个单片RAM的R/W端接到一起，作为RAM的读/写控制端（读/写控制端只能有一个）；现在是26页\一共有31页\编辑于星期二图6-15是用4片256×1位的RAM扩展成256×4位的RAM的接线图。图6-15RAM位扩展接线图现在是27页\一共有31页\编辑于星期二

2.字扩展在RAM的数据位的位数足够，而字数达不到要求时，需要进行字扩展。字数增加，地址线数就得相应增加。如256×8位RAM的地址线数为8条，而1024×8位RAM的地址线数为10条（接线见图6-16）。实现字扩展的原则是：①多个单片RAM的I/O端并接，作为RAM的I/O端.现在是28页\一共有31页\编辑于星期二②多片构成字扩展之后，每次访问只能选中一片，选中哪一片，由字扩展后