数电(第七章)

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1、第七章半导体存储器概念：把成千上万个存储单元按一定规则组合起来，并辅以必要的控制电路，形成一个存储阵列，这就是半导体存储器。特点：集成度高、体积小、可靠性高、价格低、外围电路简单且易于接口、便于批量生产等。触发器寄存器存储器存储1位二进制信息存储1组二进制信息存储信息量比寄存器大的多7.1概述一、一般结构形式输入/出电路I/O输入/出控制二、分类：掩模ROM可编程ROM（PROM）可擦除可编程ROM（EPROM）随机存储器RAM静态存储器SRAM动态存储器DRAM按存取功能(Read-OnlyMemory)(Ra

2、ndomAccessMemory)(ProgrammableROM)(ErasablePROM)EEPROM只读存储器ROM电可擦除紫外线擦除(StaticRAM)快闪存储器(DynamicRAM)只能读出不能写入,断电不失数据UVEPROMFlashMemory(Ultra-Violet)ROM、RAM的特点ROM断电数据不丢失，但是正常工作状态下只能读不能写。多用在数据不需要频繁更新的领域。RAM随时可以读写，但是断电数据丢失，有数据易失性。按制造工艺分双极型MOS型速度快、功耗大、价格高，主要用于对速度要求

3、较高的场合。集成度高、功耗低、价格低，大容量存储器都是用MOS工艺制作的。字：在计算机中，作为一个整体单元进行存取和处理的一组二进制数，每位计算机字的二进制数的位数是固定的。字节：把一个8位的二进制数据单元称为一个字节，通常用字母B表示。字长：一个字中包含二进制数位数的多少称为字长，字长是标志计算机精度的一项技术指标。KB即为K字节1K=210=1024BMB即为M字节1M=220=1024KGB即为G字节1G=230=1024M位：信息的最小单位，称为“位”（bit），也称为二进制的位或称字位三、半导体存储器的

4、技术指标1、存储容量——存储器包含基本存储单元的总数。一个基本存储单元能存储１位(Bit)的信息，即一个0或一个1。存储器的读写操作是以字为单位的，每一个字可包含多个位。例如：字数：字长：每次可以读(写)二值码的个数总容量存储容量=字数x字长2、存取时间反映存储器的工作速度，通常用读(或写)周期来描述。目前高速随机存储器的存取时间仅为10ns。7.2只读存储器（ROM）一、结构1、存储矩阵（或阵列）将存储单元按阵列形式排列，形成存储矩阵。2、地址译码器（与阵列）为了区别不同的字，将存放在同一个字的存储单元编为一组

5、，并赋予一个号码，称为地址。地址的选择是借助于地址译码器来完成的。地址码的位数n与可寻址数N之间的关系为：N=2n。3、输出缓冲器为了提高存储器的带负载能力，以及实现对输出状态的三态控制，以便与系统的总线连接。ROM主要由存储矩阵、地址译码器和输出缓冲器三部分组成。二、ROM的逻辑结构与工作原理ROM的基本结构是由一个固定连接的与门阵列和一个可编程连接的或门阵列组成。字线位线地址数据A1A0D3D2D1D0000101011011100100111110两个概念：存储矩阵的每个交叉点是一个“存储单元”，存储单元中

6、有器件存入“1”，无器件存入“0”存储器的容量：“字数x位数”=11●●●●●●●●A1A0W0W1W2W3D3D2D1D0●●●●例:已经编程的ROM如图所示，（1）该ROM的容量是多少？（2）地址001、010、101、111存储的数据是什么？1B211B1B0●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●W0W1W2W3W4W5W6W7D0D1D2D300100101100000017.3随机存储器RAM7.3.1静态随机存储器（SRAM）一、结构与工作原理X地址译码器Y地址译码器1,1A0A1A2A3X0

7、(行)X15T0T0'T15'Y0(列)•••Y15A4A5A6A7位线行存储矩阵I/O控制电路G1DG4G5G2I/OR/W&D1ENCS16,1列1,16T15位线16,161EN1EN&G3••••256×1RAM示意图二、SRAM的存储单元六管N沟道增强型MOS管7.4RAM存储容量的扩展当一片RAM不能满足存储容量需要时，就得将若干片RAM组合起来，扩展成满足存储容量要求的存储器。RAM的扩展分为字扩展和位扩展。用1K×4RAM扩展成1K×8位存储器用1K×4RAM扩展成2K×4位存储器用1K×4RAM

8、扩展成2K×8位存储器位扩展字扩展字/位扩展7.4.1位扩展（字长扩展）方法：1）把多片位数相同的RAM芯片地址线共用2）读/写控制端，片选端共用3）每个RAM片的I/O端并行输出用1K×4RAM扩展成1K×8位存储器所需RAM的片数为：例1.用1K×4RAM扩展成1K×8位存储器所需RAM的片数为：••••••I/O7I/O5I/O4I/O3I/O1I/O0R/WCSA