电子技术基础—高职电子信息—于宝明第11章 半导体存储器与可编程逻辑器件.ppt

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1、第11章半导体存储器与可编程逻辑器件11.1存储器11.1.1存储器基本概念半导体存储器能存储大量二值信息，是数字系统不可缺少的部分,半导体存储器是一种能存储大量二值信息的半导体器件，是数字系统和电子计算机的重要组成部分，其功能是存放数据、指令等信息。11.1.2存储器分类按存只读存储器（Read-OnlyMemoryROM）取功随机存储器（RandomAccessMemoryRAM）能可编成逻辑器件(PLD)固定ROM（又称掩膜ROM）按存取方式来细分PROMROMEPROM可编程ROME2PROM半导体存储器快闪存储器SRAMRAMDRAM可编程逻辑器

2、件（PLD):简单可编程逻辑器件高密度可编程逻辑器件SPLD：PROM、FPLA、PAL、GAL复杂可编程逻辑器件现场可编程门阵列由制造工艺分：v双极型vMOS型由应用类型分：v通用型v专用型11.2随机存取存储器(RAM)随机存取存储器简称RAM（RandomAccessMemory)，又叫读/写存储器。使用RAM时能随机从任一指定地址读出（取出）数据或写入（存入）数据。它读、写方便，但一旦断电，所存储的数据也随即丢失，因此不利于数据的长期保存。RAM的结构如图7.3.1所示。下面分别予以介绍。AD00A地址三态D11…译码…存储矩阵…缓冲…器器ADn－

3、1m－1片选、读写控制电路R/WCE存储器组成：存储矩阵，地址译码器和输入/输出控制电路。图7.3.1RAM的结构框图它有3类信号线：地址线、数据线和控制线。11.2.1存储矩阵一个存储器由许多存储单元组成,每个存储单元存放1位二值数据.存储器以字为单位1个字所含位数称字长.字数字长乘积表示存储器容量1024个存储单元排列成32×32的矩阵，图中的每个方块代表一个二进制存储单元。11.2.2地址译码A、地址：通常RAM以字为单位进行数据的读出与写入（每次写入或读出一个字），为了区别各个不同的字，将存放同一个字的存储单元编为一组，并赋于一个号码，称

4、为地址。字单元也称为地址单元。B、地址单元的个数N与二进制地址码的位数n满足关系式：N=2n.地址的选择通过地址译码器来实现。在大容量的RAM中，通常采用双译码结构，即将输入地址码分为两部分译码，形成行译码器和列译码器。行、列译码器的输出即为存储矩阵的行线和列线，由它们共同确定欲选择的地址单元。256=28,需8根地址线A5～A7是列译码器输入，译码后输出8根列选择线Y0～Y7。地址线A0～A4是行译码器输入，译码后输出32根行选择线X0～X3111.2.3片选与读／写控制电路大容量的存储系统一般由若干片RAM组成。但在读／写操作时通常仅与其中的一片

5、或几片传递信息，RAM的片选和读／写控制电路就是为此设置的。11.2.4存储单元RAM的存储单元分静态和动态两种，相应的RAM也被分为静态RAM（SRAM）和动态RAM（DRAM）两类。1）静态存储单元数据由触发器记忆，只要不断电，数据就能永久保存。2）动态RAM存储单元：动态RAM存储数据的原理是基于MOS管栅极电容的电荷存储效应静态RAM:优点:数据由触发器记忆,只要不断电,数据就能永久保存。缺点:存储单元所用的管子数目多,功耗大,集成度受到限制。动态RAM:优点:存储单元所用的管子数目少,功耗小,集成度高。缺点:为避免存储数据的丢失,必须定期刷新

6、。11.3只读存储器（ROM）只读存储器(ROM,ReadOnlyMemory）为数据非易失性器件，即可先把信息或数据写入到存储器中。在正常工作时它存储的数据只能读出，不能随时写入，如所使用的电源突然切断，它存储的数据也不会丢失。特点：①只能读出，不能写入；②存储的数据不会因断电而消失，具有非易失性。11.3.1ROM结构及工作原理ROM主要由地址译码器、存储矩阵和输出缓冲器三部分组成，其基本结构如图所示。WA00W信息单元1A1地(字)址…译…存储矩阵字码器线Wn2－1A…存储单元n－1…三态控制输出缓冲器位…线DDm－10n存储器的容量＝字数×位数＝2

7、×m位按“字”存放、读取数据，每个“字”由若干个存储单元组成，即包含若干“位”。字的位数称为“字长”。2.二极管ROM“1”存储矩阵字W线地0址W1A1译WA20码W3位器线制作芯片时，若在RRRR某个字中的某一位存入“1”，则在该字的字线与''''DDDD位线之间接入二极管，反之，3210就不接二极管。输出缓冲器ENDDDD3210二极管ROM结构图ROM的数据表地址数据A1A0D3D2D1D0001001010111101110110101地址译码器实现地址码的与运算，存储矩阵实现字线的或运算。每条字线对应一个最小项。W0A1A0D3W0W2W

8、1A1A0D2W1W2W3W2A1A0D1W1W2W