半导体存储器与可编程器件

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1、第8章半导体存储器与可编程器件第1讲半导体存储器一、教学目的：1、了解半导体存储器的基本概念。2、正确理解只读存储器，程序存储器。3、掌握存储器容量的扩展，存储器实现逻辑函数。二、主要内容：半导体存储器的基本概念，只读存储器和程序存储器的特点及分类，存储器容量的扩展及用存储器实现组合逻辑函数。三、重点难点：各类存储器的特点；存储器容量的扩展；存储器实现逻辑函数。四、课时安排：2学时五、教学方式：课堂讲授六、教学过程设计复习，联系，导入新课：逻辑函数回顾；作业讲评；与后续课程（单片机、DSP等）的关联。新课讲解：概述1、存储器的概念：它是计算机系统中的

2、记忆设备，用来存放程序和数据。存储器中最小的存储单位就是一个双稳态半导体电路或一个CMOS晶体管或磁性材料的存储元，它可存储一个二进制代码。由若干个存储元组成一个存储单元，然后再由许多存储单元组成一个存储器。2、存储器的分类：（1）按存储介质分半导体存储器磁介质存储器光介质存储器（2）按存储方式分随机存储器27顺序存储器（3）按存储器的读写功能分只读存储器(ROM)随机读写存储器(RAM)（4）按信息的可保存性分非永久记忆的存储器永久记忆性存储器（5）按在计算机系统中的作用分可分为主存储器辅助存储器高速缓冲存储器控制存储器等这里主要介绍半导体存储器。

3、8.1半导体存储器1、半导体存储器的概念：是能够存储大量二值信息的半导体器件，是计算机和许多数字系统的重要组成部分。它是一种通用型LSI。2、优点：容量大、存取速度快、耗电低、体积小、使用寿命长等3、分类：（1）根据存取功能只读存储器（ReadOnlyMemory，简称ROM）：只读存储器正常工作状态下，只能读取数据，不能修改或写入数据。特点是电路结构简单，断电后数据不丢失，只能存储固定数据。随机存储器（RandomAccessMemory，简称RAM）：而随机存储器在正常工作状态下可以随时写入或读出数据。（2）根据制造工艺存储器分为双极型：双极型存

4、储器以双极型触发器为基本单元，特点是工作速度快、但功耗大，主要用于对速度要求较高的场合。MOS型：MOS型存储器以MOS触发器或电荷存储结构为存储单元，特点是集成度高、功耗小、工艺简单。由于MOS电路、特别是CMOS电路的显著优点，大容量存储器均采用MOS工艺制成。4、衡量存储器性能的指标：（1）存储容量：存储容量一般用存储的字数和每个字所含位数的乘积表示（2）存取时间：存取时间反映存储器工作速度的快慢。278.1.1只读存储器ROM1、特点：只读存储器的特点是只能读出、不能写入。适用于计算机和其他数字系统中存储系统软件、应用程序、常数等信息。ROM

5、中的内容一般在产品出厂前由生产厂家写入并存储，不能使用简单的方法将其内容修改。2、分类：（1）掩模ROM（maskedROM）（2）可编程ROM（ProgrammableROM，简称PROM）（3）可擦除的可编程ROM（ErasableProgrammableROM，简称EPROM）（1）．掩膜ROM掩模ROM是采用掩模工艺制成的ROM。其中存储的数据由制作过程中的掩模板决定。包括存储矩阵、地址译码器、输出缓冲器三部分组成。电路结构框图见图8.1所示。图8.1ROM结构框图存储矩阵由存储单元组成，一个存储单元可以存放一位二进制代码。存储单元可以由二极

6、管、双极型三极管或MOS管构成。27(a)(b)图8.2二极管ROM电路地址译码器将输入的地址转换为相应的控制信号，并以此从存储矩阵指定单元中选出数据送至输出缓冲器。由于存储单元数量众多，无法直接将每个存储单元输入/输出直接引出。所以给每个存储单元确定一个地址，只有被输入地址代码选中存储单元的数据才能与公共的输入输出端口连接，进行数据传递。输出缓冲器在提高存储器带负载能力的同时，实现对输出状态的三态控制。图8.2（a）为二极管组成的ROM电路，具有两位地址输入、四位数据输出。地址译码器由二极管与门构成，存储矩阵由二极管组成的编码器构成。输出一个代码称

7、为一个“字”。A1、A0称为地址线；W3—W0称为字线；D3—D0称为位线。例如：地址线A1A0=00时，字线W0=1，其余字线为低电平。由电路图知，此时为高电平。若使能端，在数据输出端得到D3D2D1D0=0101。字线与位线的交叉点都存放了数据。接有二极管的交叉点存放1，未接二极管的交叉点存放0。交叉点的数目就是存储单元数。用存储单元的数目表示存储器的存储量（容量），表示成“字数╳位数”的形式。为了简化作图，也可以画出存储矩阵的结点连接图，在存储矩阵的交叉点上画一个圆点，代替存储器件，见图8.2（b）。（2）．可编程ROM27掩模ROM内容固定，

8、适用于大批量生产、通用内容的存储器；不适用于小批量生产的情况，为此产生了PROM。它在出厂时其中的内容全部为