半导体存储器和可编程逻辑器(I)

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1、第七章半导体存储器和可编程逻辑器件第七章上半导体存储器7.1概述能存储大量二值信息的器件一、一般结构形式输入/出电路I/O输入/出控制！单元数庞大！输入/输出引脚数目有限二、分类1、从存/取功能分：①只读存储器(Read-Only-Memory）②随机读/写（Random-Access-Memory）2、从工艺分：①双极型②MOS型7.2ROM7.2.1掩模ROM一、结构二、举例地址数据A1A0D3D2D1D0000101011011100100111110A0~An-1W0W(2n-1)地址数据A1A

2、0D3D2D1D0000100011110100001110101两个概念：存储矩阵的每个交叉点是一个“存储单元”，存储单元中有器件存入“1”，无器件存入“0”存储器的容量：“字数x位数”掩模ROM的特点：出厂时已经固定，不能更改，适合大量生产简单，便宜，非易失性7.2.2可编程ROM（PROM）总体结构与掩模ROM一样，但存储单元不同PROM的结构是与阵列固定、或阵列可编程的。对于有大量输入信号的PROM，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。例1：下图是一个

3、8（字线）×4（数据）的存储器数据阵列图。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。芯片出厂时，在存储矩阵的所有存储单元上都存“1”，使用中根据需要用编程器一次性地将一些存储单元中存储的信息修改为“0”。7.2.2可编程ROM（PROM）3线-8线译码器8×4存储单元矩阵输出缓冲器地址码输入端数据输出端字线由地址译码器选中不同的字线，被选中字线上的四位数据通过输出缓冲器输出。如当地址码A2A1A0＝000时，通过地址译码器，使字线P0＝1，将字线P0上

4、的存储单元存储的数据0000输出，即D0～D3＝0000。将左图地址扩展成n条地址线，n位地址码可寻址2n个信息单元，产生字线为2n条，其输出若是m位，则存储器的总容量为2n×m位。00010000总体结构与掩模ROM一样，但存储单元不同写入时，要使用编程器7.2.3可擦除的可编程ROM（EPROM）总体结构与掩模ROM一样，但存储单元不同一、用紫外线擦除的PROM（UVEPROM）二、电可擦除的可编程ROM（E2PROM）总体结构与掩模ROM一样，但存储单元不同三、快闪存储器（FlashMemory）

5、为提高集成度，省去T2（选通管）改用叠栅MOS管（类似SIMOS管）7.2.4用存储器实现组合逻辑函数一、基本原理从ROM的数据表可见：若以地址线为输入变量，则数据线即为一组关于地址变量的逻辑函数A0~An-1W0W(2n-1)地址数据A1A0D3D2D1D0000100011110100001110101二、举例在计算机及数据处理系统中需要存放大量数据、中间结果、表格等设备，可以用随机存取存储器RAM。RAM可分为单极型和双极型：双极型工作速率高，但是集成度不如单极型的高。目前，由于工艺水平的不断提高

6、，单极型RAM的速率已经可以和双极型RAM相比，而且单极型RAM具有功耗低的优点。这里只以单极型RAM为例进行分析。单极型RAM又可分为静态RAM与动态RAM：静态RAM是用MOS管触发器来存储代码，所用MOS管较多、集成度低、功耗也较大。动态RAM是用栅极分布电容保存信息，它的存储单元所需要的MOS管较少，因此集成度高、功耗也小。静态RAM使用方便，不需要刷新。7.3随机存储器RAM7.3.1静态随机存储器（SRAM）一、结构与工作原理二、SRAM的存储单元六管N沟道增强型MOS管7.3.2*动态随机

7、存储器（DRAM）动态存储单元是利用MOS管栅极电容可以存储电荷的原理7.3.3存储器容量的扩展一、位扩展方式适用于每片RAM,ROM字数够用而位数不够时接法：将各片的地址线、读写线、片选线并联即可例：用八片8Kx8位→8Kx16位的RAM二、字扩展方式适用于每片RAM,ROM位数够用而字数不够时32Kx8RAM例：用四片8Kx8位→32Kx8位RAM8K×8A120001110110111011011111108K×8A128K×8A128K×8A128K×8A12第七章下可编程逻辑器件（PLD,P

8、rogrammableLogicDevice）7.4PLD概述7.4.1PLD的基本电路结构和电路表示方法一、PLD的基本特点1.数字集成电路从功能上有分为通用型、专用型两大类2.PLD的特点：是一种按通用器件来生产，但逻辑功能是由用户通过对器件编程来设定的数字系统二、PLD的发展和分类PROM是最早的PLDPAL可编程逻辑阵列FPLA现场可编程阵列逻辑GAL通用阵列逻辑EPLD可擦除的可编程逻辑器件FPGA现场可编程门阵列ISP-PLD在