杨志忠数电(第3版)9-半导体存储器.ppt

1、概述、第9章半导体存储器、本章概述、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(只读存储器)、第9.1章概述、主要要求：了解半导体存储器的功能、类型和特性。例如，计算机中的自检程序和初始化程序被固化在只读存储器中。计算机通电后，首先运行它，自检并初始化计算机硬件系统。自检通过后，加载操作系统，计算机可以正常工作。第二，半导体存储器的类型和特点，随机存取存储器可以读写信息。它用于存储需要频繁更改的信息，断电后其数据将会丢失。通常用于存储临时数据或中间结果。例如，计算机内存是随机存取存储器，只读存储器在工作时只能读取信息而不能写入信息。用于存储固定信息，断电后数据不会丢失。通常用于存储程序、常数、表格等

2、。1.半导体存储器存储二进制数据的功能。主要要求：了解只读存储器的类型、结构及其工作原理。理解集成EPROM的使用。理解单词、位和存储容量的概念。9.2只读存储器，可根据数据写入方法进行划分。首先，只读存储器的类型和特性，写入的数据可以被电擦除，用户可以多次重写存储的数据。易于使用。其存储的数据是在制造过程中确定的，用户不能更改。用于大批量产品。其存储的数据由用户写入。但是你只能写一次。写入的数据可以被紫外线擦除，用户可以多次重写存储的数据。其次，介绍了只读存储器的结构和工作原理，动画演示了44二极管只读存储器的结构和工作原理，(1)存储矩阵，由存储矩阵、地址译码器(和读出电路)组成，字线和位

3、线的交叉点是存储单元。每个存储单元可以存储1位二进制数。当选择字线时，相应的存储单元数据从位线D3 D0输出。请看演示，10 1 1，10 1 1，从位线输出的每一组二进制代码称为一个字。一个字中包含的存储单元的数量称为字长，即字长=位数。W3，1。存储矩阵的结构和工作原理。存储容量及其表示。“M”表示“1024 K”，即1 M=1024 K=210 K=220。2.存储容量及其表示，指存储器中存储单元的数量。例如，32 8只读存储器意味着它有32个字，字长为8位，存储容量为32 8=256。对于大容量只读存储器，“k”通常用来表示“1024”，即1k=1024=210；例如，64 K 8只读

4、存储器意味着它有64 K字，字长为8位，存储容量为64 K 8=512 K。一般来说，它被表示为“字长(即位数)”。3.记忆细胞结构，3。存储单元结构，(1)固定只读存储器的存储单元结构，和(2)可编程只读存储器的存储单元结构。当可编程只读存储器离开工厂时，所有的熔丝都被连接，并且存储单元的内容都是1(或全是0)。用户可以借助编程工具将一些单元重写为0(或1)，只要用于存储0(或1)个单元的熔丝被烧断。保险丝烧断后不可恢复，因此PROM只能编程一次。(3)可擦除可编程只读存储器的存储单元结构。EPROM使用编程器写入数据，使用紫外线擦除数据。其集成芯片上有一个应时窗口，用于紫外线擦除。芯片写入

5、数据后，应时窗口必须用不透明胶带密封，以避免损坏芯片中的信息。E2PROM可以用电擦除数据，并且可以一次擦除和写入，因此性能优越。用一种特殊的浮栅金属氧化物半导体管代替熔丝。刚才介绍了只读存储器中的存储矩阵，下面将研究只读存储器中的地址译码器。(2)地址解码器(2)从只读存储器中读取哪个字由地址码决定。地址解码器的功能是根据输入的地址码选择相应的字线，以便通过位线输出字内容。例如，如果一个只读存储器有一个4位地址码，可以选择24=16个字。如果输入地址码是1010，则选择字线W10，并通过位线输出字内容。存储矩阵中存储单元的寻址模式，适用于小容量存储器。适合大容量存储。也称为单解码寻址模式或单

6、地址寻址模式，1。单地址解码模式，一个N位地址码的只读存储器有2n个字，对应于2n个字线，当选择字线W1时，字的所有位都被选择。328存储矩阵被排列成32行8列，每行对应一个字，每列对应32个字的同一位。32个字需要5个地址输入行。当A4 A0给出地址信号时，可以选择相应字的所有存储单元。例如，当A4 A0=00000时，选择字线W0，并且可以同时读出八个基本存储单元(0，0) (0，7)的内容。基本单元是存储单元，也称为双解码寻址模式或双地址寻址模式。地址码分为两组：行地址码和列地址码。2.在双地址解码模式中，基本单元是一个字单元。例如，当A7 A0=00001111时，X15和Y0地址线都

7、处于高电平，并且字W15被选择，并且其存储器内容被读出。如果采用单地址解码，则需要256条内部地址线。256字存储器需要8条地址线，它们被分成两组：A7 A4和A3 A0。A3 A0被发送到行地址解码器以生成16行地址线(xi)。A7 A4被发送到列地址解码器以生成16列地址线(Yi)。存储器矩阵中的字是否可以被选择由行和列地址线决定。27系列EPROM是最常用的EPROM，型号范围从2716、2732、2764到27C040。存储容量为2K 8，4K 8高达512K 8。以下是英特尔2716的功能和用法示例。A10 A0是地址码输入。D7 D0是数据线，它是操作中的数据输出端和编程中的数据输

8、入端。VCC和GND: 5 V工作电源和接地。VPP是编程高输入端子。编程期间增加25伏电压，工作期间增加5伏电压。(1)引脚图及其功能、存储容量为2 K字，将根据二极管只读存储器的结构图进行说明(可编程二极管只读存储器的结构与此相同):4。用PROM实现组合逻辑功能，1 .为什么用可编程只读存储器可以实现组合逻辑功能？地址解码器可以翻译地址码的所有最小项。当A1 A0=11时，只有W3=1和W0，W1和W2=0，即最小项M3被翻译。当A1 A0=10时，只有W2=1，W0、W1和W3=0，即最小项M2被翻译。其他类比。为了用可编程只读存储器实现组合逻辑功能，我们需要先了解可编程只读存储器结构

9、的常规图。2.可编程只读存储器结构的常规图3。如何用可编程只读存储器实现组合逻辑功能？以下逻辑功能通过使用PROM (2)来确定存储单元的内容来实现，这通过函数Y1和Y2的标准和或公式来知道：在对应于Y1的存储单元中，对应于字线W1、W4、W5和W6的存储单元应该是1；对应于m1、m4、m5、m6，在对应于Y2的存储单元中，对应于字线W3、W5、W6、W7的存储单元应该是1。(3)绘制由可编程只读存储器实现的逻辑图。主要要求：了解内存的类型、结构和工作原理。了解集成内存的使用。了解随机存取存储器和只读存储器的异同。9.3随机存取存储器，了解内存的扩展方法。1.随机存取存储器的结构、类型和工作原

10、理、随机存取存储器的分类、随机存取存储器存储单元具有结构简单、集成度高、价格低廉等优点，被广泛应用于计算机中，但其速度较慢，需要刷新和读出放大器等外围电路。动态随机存取存储器的存储单元利用了金属氧化物半导体管具有极高输入电阻的特性，可以在栅极电容上暂时存储电荷来存储信息。由于栅极电容的泄漏，在运行期间有必要定期刷新存储的数据。SRAM存储单元结构复杂，集成度低，但速度快。第二，例如，集成内存，A0 A9是地址码输入。4个输入/输出引脚是用于读取或写入数据的双向数据线。VDD至5伏.信号与TTL电平兼容。随机存取存储器的扩展动画随机存取存储器的扩展演示半导体存储器由许多存储单元组成，每个单元可以

11、存储一位二进制数。根据不同的存取功能，半导体存储器分为只读存储器和随机存取存储器，它们具有不同的存储单元结构。只读存储器属于大规模组合逻辑电路，随机存储器属于大规模时序逻辑电路在本章中，只读存储器用于存储固定数据，存储内容不能随意重写。工作时，只能根据地址码读出数据。断电后其数据不会丢失。只读存储器可分为固定只读存储器(也称为屏蔽只读存储器)和可编程只读存储器。制造商使用固定只读存储器通过掩模技术将数据写入芯片，而用户使用可编程只读存储器将数据写入芯片。可编程只读存储器分为一次性可编程只读存储器、可编程只读存储器和可重复重写可编程只读存储器。电子可编程只读存储器通过紫外线进行电写入和擦除，而电子可编程只读存储器通过紫外线进行电写入和擦除。后者比前者更快更方便。可编程只读存储器需要一个专门的程序员来给芯片编程。随机存储器由存储矩阵、解码器和读/写控制电路组成。它可以读取数据或重写存储的数据，其读写数据的速度非常快。因此，内存通常用于需要频繁更改数据的情况，最典型的应用是计算机中的内存。但是，当内存关闭时，数据将会丢失。内存可以通过位或字