存储器复杂可编程器件

南通大学NantongUniversity返回17.1只读存储器7.1.2二维译码7.1.3可编程ROM7.1.4集成电路ROM7.1.5ROM的读操作与时序图7.1.6ROM的应用举例7.1.1ROM的定义与基本结构南通大学NantongUniversity返回27.1只读存储器(2)ROM特点：ROM一般由专用的装置写入数据,一旦写入不能随意改，在切断电源后，数据也不会消失，即具有非易失性。(1)定义(ROM)：只读存储器，工作时内容只能读出，不能随时写入，所以称为只读存储器(Read-OnlyMemory).(3)ROM的分类：二极管ROM；三极管ROM；MOS管ROM按写入情况划分可编程ROM按存贮单元中器件划分：固定ROM:存储内容在制造时用掩模技术确定，出厂时已完全固定，使用时无法更改，所以固定ROM也称为掩模编程ROM。PROM：EPROM：E2PROM：内容由用户根据需要写入，但只能写入一次，一经写入就不能再修改。具有较大的使用灵活性，它的存储内容不仅可以按照用户的需要写入，而且还能擦去重写。由快闪叠栅MOS管组成，可在线擦写1万次以上，但单元电路EPROM复杂的多，所以集成度比EPROM低。基本概念-1：南通大学NantongUniversity返回37.1只读存储器字数：字的总量。地址：每个字的编号。字数=2n（n为存储器外部地址线的线数）Y0Y1Y7A4X1X31X0···············列地址译码器行地址译码器A5A3A2A1A0A6A7基本概念-2：（4）存储器的核心：是存储体本身，它由若干个存储单元构成的存储矩阵。（5）存储器的存储容量(M)：常用：字数×字长（位数）来表示。（例如：4K×4位，64K×8位等）字长(位数):一个信息需要多少位的二进制数表示，字的位数称为字长。南通大学NantongUniversity返回4②地址译码器：将输入的地址代码译成字线输出信号，使连接在这条字线上的存储单元与相应的读控制电路接通，然后对这些单元进行读操作。（1）R0M的基本结构：由存储矩阵、地址译码器、输入/输出控制电路三部分组成。①存储矩阵：由许多存储单元排列而成，每个存储单元能存储l位二进制数据（1或0），在译码器和读控制电路的控制下，可将所存储的数据1或0读出。7.1.1ROM的定义与基本结构③读控制电路：用于对电路的工作状态进行控制。读信号为1时：执行读操作；此外在读控制电路中另加有片选输入端，以利于存储器容量的扩展。数据输出：通常由三态门组成，实现输出（读出）功能。南通大学NantongUniversity返回57.1.1ROM的定义与基本结构ROM结构示意图容量=字线×位线M=44南通大学NantongUniversity返回67.1.2二维译码R=16×16=256南通大学NantongUniversity返回77.1.3可编程ROM（256X1位EPROM）256个存储单元排成1616的矩阵行译码器从16行中选出要读的一行列译码器再从选中的一行存储单元中,选出要读的一列的一个存储单元。如选中的存储单元的MOS管的浮栅注入了电荷，该管截止，读得1；相反读得0南通大学NantongUniversity返回87.1.4集成电路ROM编程选通信号编程写入电压Atmel:128K×8南通大学NantongUniversity返回97.1.5ROM的读操作与定时图读出过程操作如下：①欲读取单元的地址加到存储器的地址输入端。②加入有效的片选信号③使输出使能信号OE有效，经过一定延时后，有效数据出现在数据线上。④让片选信号CE或输出使能信号OE无效．经过一定延时后，数据线呈高阻。CE地址存取延迟时间片选存取时间输出使能延迟时间输出保持时间输出失效时间南通大学NantongUniversity返回10（1）用于存储固定的专用程序（2）利用ROM可实现查表或码制变换等功能查表功能－查某个角度的三角函数把变量值（角度）作为地址码，其对应的函数值作为存放在该地址内的数据，这称为“造表”。使用时，根据输入的地址(角度)，就可在输出端得到所需的函数值，这就称为“查表”。码制变换－把欲变换的编码作为地址，把最终目的编码作为相应存储单元中的内容即可。7.1.6ROM的应用举例南通大学NantongUniversity返回11CI3I2I1I0二进制码O3O2O1O0格雷码CI3I2I1I0格雷码O3O2O1O0二进制码000000000100000000000010001100010001000100011100100011000110010100110010001000110101000111001010111101010110001100101101100100001110100101110101010001100110001111010011101110011110010101111110101100010111110110111101011001010111001000011011011111011001011101001111101011011111000111111010用ROM实现二进制码与格雷码相互转换的电路A4A3A2A1CI3I2I1ROMD3D2D1D0CEOEA0I0O3O2O1O0南通大学NantongUniversity返回127.2随机存取存储器（RAM）7.2.1静态随机存取存储器(SRAM)*7.2.2同步静态随机存取存储器（SSRAM）7.2.4存储器容量的扩展7.2.3动态随机存取存储器(DRAM)南通大学NantongUniversity返回137.2随机存取存储器（RAM）I/O电路I/O0OEAn-1WEI/Om-1CEA0AiAi+1存储阵列行译码列译码7.2.1静态随机存取存储器(SRAM)1.SRAM的本结构CEOEWE=100高阻CEOEWE=00X输入CEOEWE=010输出CEOEWE=011高阻1010SRAM的工作模式工作模式CEWEOEI/O~I/O-保持(微功耗)1XX高阻读010数据输出写00X数据输入输出无效011高阻南通大学NantongUniversity返回142.静态SRAM存储单元结构及工作原理Xi=1时，T5、T6导通，触发器与位线接通；Xi=0时，T5、T6截止，触发器与位线隔离存储单元能够进行读／写操作的条件是：与它相连的行、列选择线均须呈高电平。Yi=0时,T7、T8截止,位线与数据线隔离Yi=1时，T7、T8导通，位线与数据线隔离来自行地址译码器的输出来自列地址译码器的输出南通大学NantongUniversity返回157.2.3动态随机存取存储器1.DRAM存储单元读操作过程：读操作:X=1=1WET导通,电容器C与位线B连通。输出缓冲器/灵敏放大器被选通，C中存储的数据通过位线和缓冲器输出。每次读出后，必须及时对读出单元刷新，即此时刷新控制R也为高电平，则读出的数据又经刷新缓冲器和位线对电容器C进行刷新。1南通大学NantongUniversity返回167.2.3动态随机存取存储器1.DRAM存储单元写操作过程：T导通,电容器C与位线B连通。写操作:X=1=0WE输入缓冲器被选通，数据DI经缓冲器和位线写入存储单元如果DI为1，则向电容器充电，C存1;电容器放电,C存0。0南通大学NantongUniversity返回17三管动态RAM存储单元00100010南通大学NantongUniversity返回187.2.4RAM存储容量的扩展扩展存储容量的方法：通过增加字长（位数）或字数来实现。存储器的字数的单位：采用K、M、G为单位：IK＝210＝1024，IM二220＝1024K，IG＝230＝1024M1．字长（位数）的扩展：通常RAM芯片的位数为1位、4位、8位、16位、32位等。当实际的存储器系统的字长超过RAM芯片的字长时，需要对RAM实行位扩展。（1）位扩展的方法：利用芯片的并联方式实现。（2）位扩展例题：P355图7.2.102．字数的扩展：（1）字数的扩展的方法：字数的扩展可以利用外加译码器，控制存储器芯片的片选输入端来实现。（2）字扩展例题：P355图7.2.11将RAM的地址线；读／写控制线；片选信号对应地并联在一起，而各个芯片的数据输入/输出线作为字的各个位线。南通大学NantongUniversity返回19位扩展例题位扩展的方法：是利用芯片的并联方式实现。将RAM的地址线；读／写控制线；片选信号对应地并联在一起，而各个芯片的数据输入/输出线作为字的各个位线。南通大学NantongUniversity返回20字扩展例题-1字数扩展的方法：是利用外加译码器，控制存储器芯片的片选输入端来实现。2000H2001H2002H┇3FFFH4000H400H4002H┇5FFFH6000H6001H6002H┇7FFFH0000H0001H0002H┇1FFFH芯片数=4系统地址线数=15每个芯片:A0~A12南通大学NantongUniversity返回21§7例题分析：【例1】将IK×4ROM扩展为8K×8ROM，需用IK×4ROM（）。首先用两片ROM将1K×4扩展为1K×8，再将8组IK×8扩展为8K×8，因此需用IK×4ROM的片数为2×8＝16(片）【例2】16K×8RAM，其地址线和数据线的数目分别为（）。因为16K=16×1024=24×210，所以16K其地址线为14根，数据线8根。【例3】将256×8RAM扩展为1K×8RAM存储系统。【例4】用ROM实现产生二变量的或运算、二变量的与非运算、二变量的或非运算、二变量的异或运算和二变量的与运算。（1）试列出电路的真值表；（2）写出各输出函数的逻辑表达式。【例5】用ROM实现四位二进制码到格雷码的转换。【例6】用PAL实现四位二进制码到格雷码的转换【例题7】写出图题所示逻辑电路的输出逻辑函数表达式。南通大学NantongUniversity返回22【例1】试用ROM产生如下的一组多输出逻辑函数。南通大学NantongUniversity返回23【例题】ROM点阵图南通大学NantongUniversity返回24例题3解南通大学NantongUniversity返回25例题4解（1）试列出电路的真值表；（2）写出各输出函数的逻辑表达式。南通大学NantongUniversity返回26例题5解（1）输入是四位二进制码B3~B0，输出是四位格雷码，故选用容量为24×4的ROM（2）列出四位二进制码转换为格雷码的真值表，由表可写出下列最小项表达式：G3＝Σm（8，9，10，11，12，13,14，15）G2＝Σm（4，5，6,7，8,9,10.,11）G1=Σm（2,3,4，5，10,11，12,13）G0=Σm（1，2，5，6，9,10，13,14）南通大学NantongUniversity返回27【解题6】01010121212323233BBBBGBBBBGBBBBGBG017016124123232123130BBPBBPBBPBBPBBPBBPBP（1）由真值表画卡诺图：（2）由卡诺图求逻辑表达式：（3）由表达式画出PAL阵列图南通大学NantongUniversity返回28试分析图题8.3.1的逻辑电路，写出输出逻辑函数表达式。AABBCCDD【解题7】