存储器与可编程逻辑器件

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1、第六章存储器与可编程逻辑器件存储器概述存储器：专用于存放大量二进制数码的器件按材料分类1)磁介质类——软磁盘、硬盘、磁带、…2)光介质类——CD、DVD、MO、…3)半导体介质类——SDRAM、EEPROM、FLASHROM、…按功能分类随机存储(读写)存储器RAM只读存储器ROMRAM:SDRAM,磁盘，ROM:CD,DVD,FLASHROM,EEPROM存储器一般概念存储器分类：RAM(RandomAccessMemory)随机存取存储器ROM(ReadOnlyMemory)只读存储器随机存取存储器：在运行状态可以随时进行读或写操作RAM信息易失：芯片必须

2、供电才能保持存储的数据SRAMDRAM只读存储器：通过特定方法写入数据，正常工作时只能读出ROM信息非易失：信息一旦写入，即使断电也不会丢失ROM(工厂掩膜)PROM(一次编程)存储器概述PROM(多次编程)双极型MOS型存储器：专用于存放大量二进制数码的器件存储器的主要性能指标：容量：存储单元总数（bit）存取时间：表明存储器工作速度其它：材料、功耗、封装形式等等存储器概述1Kbit=1024bit=210bit128Mbit=134217728bit=227bit字长：一个芯片可以同时存取的比特数1位、4位、8位、16位、32位等等标称：字数×位数如4K×8

3、位=212×8=215单元（bit）读操作和写操作时序图：存储器的工作时序关系随机存取存储器随机存取存储器（RAM），它能随时从任何一个指定地址的存储单元中取出（读出）信息，也可随时将信息存入（写入）任何一个指定的地址单元中。因此也称为读/写存储器。优点：读/写方便缺点：信息容易丢失，一旦断电，所存储器的信息会随之消失，不利于数据的长期保存。存储矩阵(2n字×m位)片选与读写控制电路CSR/W地址输入控制输入三组输入信号：地址输入、控制输入和数据输入一组输出信号：数据输出大容量RAM数据输入／输出合为双向端口A0Ai地址译码器…..W0…..m数据输入/输出I/

4、Om主要由地址译码器、存储体及读出电路等三部分组成。存储矩阵地址译码器数据输入/输出地址输入控制信号输入(CS、R/W)地址译码器：对外部输入的地址码进行译码，唯一地选择存储矩阵中的一个存储单元输入/输出控制电路：对选中的存储单元进行读出或写入数据的操作存储矩阵：存储器中各个存储单元的有序排列RAM的结构框图片选与读写控制电路1.存储矩阵：由存储单元构成，一个存储单元存储一位二进制数码“1”或“0”。与ROM不同的是RAM存储单元的数据不是预先固定的，而是取决于外部输入信息，其存储单元必须由具有记忆功能的电路构成。2.地址译码器：也是N取一译码器。3.读/写控制

5、电路：当R/W=1时，执行读操作，R/W=0时，执行写操作。4.片选控制：当CS=0时，选中该片RAM工作，CS=1时该片RAM不工作。静态MOS存储单元(SRAM)MOS六管存储单元T1~T4构成基本RS触发器T1－T2构成MOS反相器T3－T4构成MOS反相器两个反相器输入与输出交叉连接，构成基本RS触发器，储存数据。T5、T6——本单元控制门Xj=1，行地址选择线Xi有效(选中)T5、T6开通，触发器的两个互补输出端与位线接通。Xj=0，行地址选择线Xi无效T5、T6关断，触发器的两个互补输出端与位线隔离。存储单元VDDT3T4T2T1T6T5行选择Xi列

6、选择Yj数据位数据位DDT8T7B位线B位线T7、T8——列存储单元的公用控制门Yj=1，T7、T8均导通，触发器的输出才与数据线接通，该单元才能通过数据线传送数据。读出是无破坏性的，即，读操作不会使数据发生改变。写入会改变原来存放的数据。即，不管原来存放的数据是什么，写操作后一定是新写入的数据。读取数据：VDDT3T4T2T1T6T5行选择Xi列选择Yj数据位数据位DDT8T7B位线B位线先将待写入的数据送到D、端上，再使X、Y有效，T5~T8开通，外来数据强行使触发器置位或复位。使Xi、Yj有效，T5~T8开通，触发器的两个互补输出端分别向D、端传出数据；写

7、入数据：11VDDT3T4T2T1T6T5行选择Xi列选择Yj数据位数据位DDT8T7B位线B位线片选：写入数据：片选和读写控制逻辑的与门被封锁，输出0，片选和读写控制逻辑的与门输出由读写信号控制，允许读写操作。片选与读写控制&&I/OA3A2A1100三态门A1、A2、A3均为高阻，存储单元与数据总线隔离，读写操作禁止。0VDDT3T4T2T1T6T5行选择Xi列选择Yj数据位数据位DDT8T7B位线B位线&&I/OA3A2A1读操作片选和读写控制逻辑的与门输出由读写信号控制读写控制三态门A2、A3高阻A1打开，数据输出到总线写操作三态门A1高阻，A2、A3开

8、放，数据经位线使存储单元