《数字电子技术项目式教程》课件23 ROM PLA

目的与要求

1．学会识辨ROM

的阵列图

2．学会分析ROM构成的组合逻辑电路

3．学会识辨PLA的阵列图

4．学会分析PLA构成的组合电路重点：分析ROM、PLA构成的组合逻辑电路难点：分析ROM、PLA构成的组合逻辑电路

☆从制造工艺上分：半导体存储器1.双极型-----工作速度快,在微机中作高速缓存2.MOS型-----功耗小,因而集成度高.用于大容量存储,如微机中的内存条☆从存取信息方式上分：★

只读存储器（ROM)★

随机存储器（RAM)７.3

只读存储器(

ROM

)一、ROM的基本结构及工作原理二、ROM在组合逻辑设计中的应用三、ROM的编程及分类——ReadOnlyMemory

只读存储器在工作时其存储内容是固定不变的，只能读出，不能随时写入，所以称为只读存储器。译码电路

存储矩阵读出放大，控制电路☆

地址译码器☆

存储矩阵☆

读出放大，控制电路地址码输入片选控制一、ROM的基本结构及工作原理W0W1W2n-1字线…B0B1Bm-1位线…A0A1An-1…D0D1Dm-1…数据输出地址线？字线？数据线？………

如果某教学楼由16间教室(字单元)构成，每个教室都有4位地址码（0000、0001、0010…...1111）每个教室都有6个座位（字长=6）该教学楼的容量24×6

片选？m-1m-1-1存储矩阵地址译码器放大、控制电路片选CSW2n-1W0W1A0A1AnB0B1BD0D1D…..........00..00容量？功能？11输出缓冲VCCA1A0

地址译码器存储单元字线二极管作存储单元D3D2D1D0位线与阵列或阵列简单的二极管ROM电路二极管或门二极管与门11输出缓冲VCCA1A0D1D3D2D0地址译码器存储单元

结论：字线W和位线D的每个交叉点都是一个存储单元。交叉点接二极管时相当于存1，没有接二极管相当于存0。交叉点的数目就是存储单元数。000011111011001001011111地址A1A0D3D2D1D0内容ROM阵列逻辑图地址码与阵列字线或阵列位线与项相加，可以编程与阵列是输入变量的全部最小项。不可编程。11输出缓冲VCCA1A0D1D3D2D0地址译码器存储单元字线位线熔断丝ROM阵列逻辑图绘制A1A0D3D2D1D0000101011010100111111110与阵列或阵列11输出缓冲VCCA1A0

地址译码器存储单元字线D3D2D1D0位线与阵列或阵列简单的二极管ROM电路

ROM的结构是与阵列固定、或阵列可编程的器件，对于有大量输入信号的ROM，比较适合作为存储器来存放数据，它在计算机系统和数据自动控制等方面起着重要的作用。对于较少的输入信号组成的与阵列固定、或阵列可编程的器件中，也可以很方便地实现任意组合逻辑函数。二、ROM在组合逻辑设计中的应用例1：分析图示电路，指出该电路的功能。AiBiCiCi+1Fi0000000101010010111010001101101101011111结论:一位二进制全加器例1：分析图示电路，指出该电路的功能。归纳：分析步骤分析ROM逻辑阵列构成的逻辑函数一般按以下步骤进行：1、确定逻辑函数的输入、输出变量数，确定ROM容量。2、写出逻辑函数的最小项表达,列写真值表。3、分析逻辑功能。例2：分析图示电路，指出该电路的功能。

课堂练习

两个两位二进制数分别为A1A0和B1B0，当A1A0大于B1B0时，F1＝1，当A1A0等于B1B0时，F2＝1，当A1A0小于B1B0时，F3＝1，下表给出了两位二进制和比较结果的输入输出对照表

结论:PROM实现两个两位二进制数比较的比较器。（1）把A1A0和B1B0作为PROM的输入信号，F1、F2和F3为或阵列的输出。1．掩膜ROM2．可编程ROM（PROM）3．可擦除可编辑ROM（EPROM）三、ROM的编程及分类

典型EPROM芯片：

Intel2716（2K×8bit）2732A（4K×8bit）

2764（8K×8bit）27128（16K×8bit）

27256（32K×8bit）27512（64K×8bit）由于工控计算机的发展，迫切需要用电子盘取代硬盘，常把用户程序、操作系统固化在电子盘上，这时要用大容量芯片TMS27C010（128K×8bit），TMS27C020（256K×8bit）27C040（512K×8bit）4．电可擦除可编辑ROM（E2PROM）

EPROM的优点是一块芯片可以多次使用，缺点是整个芯片虽写错一位，也必须从电路板上取下擦除重写，因此很不方便。在实际应用中，往往只要改写几个字节的内容，因此大多数情况下需要以字节为单位进行擦写，而EEPROM在这方面具有很大优越性。适用于现场修改，在线编程。典型芯片：Intel2816（2K×8bit），工控领域常用2817A（2K×8bit），2864A（8K×8bit）性能更优越。5．快闪存储器（FlashMemory）

尽管EEPROM能够在线编程，而且可以自动页写入，使其在使用方便性及写入速度两个方面都较EPROM更进一步，即便如此，其编程时间相对RAM而言还是太长，特别对大容量的芯片更是如此。希望有一种速度类似于RAM，掉电后内容又不丢失的存储器，为此，一种新型的称为闪存（FLASH）的EEPROM被研制出来。闪存的编程速度快，掉电后内容又不丢失，从而得到广泛应用。典型芯片：TMS28F040（512K×8bit）小结一、ROM的基本结构及工作原理二、ROM在组合逻辑设计中的应用三、ROM的编程及分类

ROM的信息在使用时不能被改变，故一般只能存放固定程序，如监控程序，PC中的BIOS程序等。其特点是非易失性。PROM、EPROM、EEPROM的结构与ROM完全一样,只是存储数据单元不同。第七章存储器与可编程逻辑器件

7.1随机存储器(

RAM

)7.2可编程逻辑器件PLD7.3只读存储器（ROM）和

可编程逻辑阵列(

PLA）

一．PLA的基本结构二．PLA的应用７.4可编程逻辑阵列PLA1．与阵列固定、或阵列编程：PROM2．与或阵列全编程：PLA3．与阵列编程、或阵列固定：PAL、GAL和HDPLDPLD基本结构大致相同，根据与或阵列是否可编程分为三类：PLD器件基本结构复习回顾实现的函数为：固定连接点（与）编程连接点（或）PROM结构----与阵列固定、或阵列编程复习回顾一．PLA的基本结构----与、或阵列全编程PLA（ProgrammableLogicArray)在PLD中，它的灵活性最高。

由于与或阵列均能编程的特点，在实现函数时，只需形成所需的乘积项，使阵列规模比PROM小得多。例3：分析图示电路，指出该电路的功能。7项二．PLA的应用7项列出逻辑函数并简化，得PLA最简输出表达式如下：列出真值表结论:

用PLA实现四位自然二进制码转换成四位格雷码。例4：PLA阵列如图，试分析该电路的功能课堂练习与阵列或阵列

①PROM是与阵列固定、或阵列可编程，而PLA是与和或阵列全可编程。②PROM与阵列是全译码的形式，而PLA是根据需要产生乘积项，从而减小了阵列的规模。③PROM实现的逻辑函数采用最小项表达式来描述；而用PLA实现逻辑函数时，运用简化后的最简与或式，即由与阵列构成乘积项，根据逻辑函数由或阵列实现相应乘积项的或运算。④在PLA中，对多输入、多输出的逻辑函数可以利用公共的与项，因而，提高了阵列的利用率。小结思考题1、什么叫做ROM？什么叫做RAM？各自有何特点？两者有何区别？2、ROM逻辑阵列图怎样绘制？注意哪些方面？3、分析ROM构成的组合逻辑电路，有哪些步骤？思考题4、PLA逻辑阵列图怎样绘制？注意哪些方面？5、分析PLA实现的任意组合逻辑电路有哪些步骤？6、PLA可编程逻辑阵列和ROM在实现组合逻辑方面有何区别？各自的特点？作业题

教材P1707-4习题册P271-2分析1、2、3、51、固定ROM(掩膜ROM):书？

用户专用ROM,用户将程序代码交给IC生产商，生产商在芯片制造过程中将用户程序代码固化在IC的ROM中，用户在使用过程只能读出不能写入。2、可编程ROM(PROM)作业本？PROM所存的数据，由用户自己根据要求写入。但是只能写一次，不允许第二次改写。

适合于小批量试产使用，有保密位，可以加密。价格较高。适合于大批量生产使用，性价比高。

在某些应用中，程序需要经常修改，因此EPROM被广泛使用(程序调试期间使用）；通常其存储电路利用浮栅MOS管（又称FAMOS管，即浮栅雪崩注入MOS管）；芯片上方有一个石英玻璃窗口，一般照射10分钟左右，读出各个单元的内容均为FFH，则说明该EPROM已擦除。

3、EPROM:用紫外光可以擦除ROM中全部信息。擦除时间几分钟，然后用专用编程器进行编程写入。黑板？

典型EPROM芯片：

Intel2716（2K×8bit）2732（4K×8bit）

2764（8K×8bit）27128（16K×8bit）

27256（32K×8bit）27512（64K×8bit）由于工控计算机的发展，迫切需要用电子盘取代硬盘，常把用户程序、操作系统固化在电子盘上，这时要用大容量芯片27C010（128K×8bit）27C020（256K×8bit）27C040（512K×8bit）

4、EEPROM:电擦除ROM，直接在编程器上用电压信号进行擦除。重新写入和擦除同步进行。擦除时间为20ms。EPROM的优点是一块芯片可以多次使用，缺点是整个芯片虽写错一位