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第18章半导体存储器与可编程逻辑器件18.1

概述18.1

概述半导体存储器具有集成度高、功耗小、存取速度快等优点半导体存储器就是一种能够存放大量数据的集成电路半导体存储器的分类:随机存储器(RandomAccessMemory简称RAM)只读存储器(Read-onlyMemory简称ROM)1.随机存储器(RAM)既能读出、写入数据,断电后不能保存数据18.1

概述RAM按照存储单元的结构类型分:(1)静态RAM(StaticRAM,简称SRAM)存储单元结构较复杂,集成度较低,但读写速度快。(2)动态RAM(DynamicRAM,简称DRAM)

存储单元结构简单,集成度高,价格便宜,广泛地用于计算机中。18.1

概述2.只读存储器(ROM)

一般存入固定的数据,工作时只需读出所存的数据按照ROM数据写入的方式,可分为:(1)掩膜ROM存储的数据是在集成电路厂确定的,用户无法更改数据由用户自己写入,但只能写一次(2)可编程ROM(ProgrammableROM简称PROM)18.1

概述(3)可擦除PROM(ErasablePROM简称EPROM)数据可用紫外线擦除,用户可以多次改写其中存储的数据(4)电可擦除EPROM(ElectricallyEPROM简称E2PROM)用电可擦除存入的数据,使用起来更加方便3.可编程逻辑器件(ProgrammableLogicalDevice,简称PLD)PLD是一种半定制器件,可以由编程来确定其逻辑功能18.1

概述a.只读存储器(1)低密度PLDb.可编程逻辑阵列(ProgrammableLogicArray,简称PLA)由可编程的与和或阵列组成,可以实现任意逻辑函数。ROM是一种早期的PLD,由于结构的限制,它更适合于存储数据。c.可编程阵列逻辑(ProgrammableArrayLogic,简称PAL)18.1

概述d.通用阵列逻辑(GeneticArrayLogic,简称GAL)GAL是在PLA基础上发展起来的,它采用了E2CMOS工艺,实现了可改写;输出结构是可编程的逻辑宏单元,给逻辑设计带来很大的灵活性。低密度PLD的主要特点:集成度低,结构简单,仅能实现较小规模的逻辑电路(2)高密度PLD18.1

概述20世纪80年代中期,又出现了新一代的高密度PLD,其集成密度一般可达数千门,甚至上万门,具有在系统可编程或现场可编程特性,可用于实现较大规模的逻辑电路。

把基于乘积项技术和Flash结构的高密度PLD称为复杂可编程逻辑器件CPLD,而把基于查找表技术和SRAM结构的高密度PLD称为现场可编程门阵列FPGA。CPLD和FPGA统称为高密度可编程逻辑器件18.1

概述FPGA的主要特点:(1)基于SRAM结构(2)采用查表作为基本逻辑单元(3)容量大,设计灵活(4)每一次上电时要进行数据加载

密度和性能的持续提高、低廉的开发费用和快速的上市时间正在使设计人员转向FPGA18.1

概述在PLD(HDPLD)中,门电路的简化画法(a)输入缓冲器AA(

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