电子技术 第2版 教学课件 作者 陈庆礼 第十章.ppt

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1、第10章半导体存储器10.1随机存取存储器10.2只读存储器按功能，存储器分为：只读存储器（READ－ONLYMEMORY，ROM）随机存取存储器（RANDOM－ACCESSMEMORY，RAM）顺序存取存储器（SEQUENTIALACCESSMEMORY，SAM）随机存取存储器在使用RAM时可以随时从任一指定地址取出（读出）数据，也可以随时将数据存入（写入）任何指定地址的存储单元中去。优点：读写方便，使用灵活。缺点：存在易失性，一旦断电所存储的数据便会丢失，不利于数据长期保存。按存储单元的特性分为：SRAM：静态随机存储器DRAM：动态随机存储器地

2、址译码器存储矩阵读/写控制电路数据输入/输出(I/O)CS地址输入RAM的结构及工作原理RAM电路通常由存储矩阵、地址译码器和读/写控制电路三部分组成，见图1。随机存取存储器（RAM）结构框图SRAM的静态存储单元六管NMOS存储单元六管CMOS存储单元>存储矩阵：在译码器和读/写控制电路的控制下既可以写入1或0，又可以将所存储的数据读出。存储矩阵中的单元个数即存储容量地址译码器：将输入的地址代码译成某一条字线的输出信号，使连接在这条字线上的存储单元或读/写控制电路接通，然后才能对这些单元进行读或写。读/写控制电路：对电路的工作状态进行控制片选输入端

3、CS，读/写控制，输出缓冲电路，执行读操作，将存储单元里的内容送到输入/输出端上；，执行写操作，输入/输出线上的数据被写入存储器；CS=1时RAM的输入/输出端与外部总线接通；CS=0时RAM的输入/输出端呈高阻态，不能与总线交换数据；行地址译码器存储矩阵6464输入/输出电路图22114的结构框图列地址译码器X0X63Y0Y15A3A4A5A6A7A8A1A2A9I/O1I/O2I/O3I/O4A0G2G1G3G4G5G6G7G8G10G9共有1024×4=4096个存储单元，排成64×64矩阵。1024（=210），共有10个地址输入端A0～A

4、9。分成两组译码I/O1～I/O4既是数据输入端也是数据输出端=1时，门G1～G8禁止，将存储器内部电路与外部连线隔离，可以直接把I/O1～I/O4与系统总线相连使用。=0，=0，G1～G4工作，G5～G8禁止，加到I/O1～I/O4上的数据被写入指定的四个存储单元。=1，=0时，门G9输出高电平，使缓冲器G5～G8工作，门G10输出低电平，使G1～G4禁止，这时由地址码指定的四个存储单元中的数据被送到I/O1～I/O4，实现读操作。RAM的扩展⒈位数的扩展>2字扩展方式如果每一片RAM中的位数已够用而字数不够用时，应采用字扩展方式（也称地址扩展方式

5、）。例2用四片256×8位RAM接成一个1024×8位RAM256（=28），1024（=210），每一片RAM只有八位地址输入端，而1024为10位地址输入端，故需增加两位地址码A9、A8。由于每一片RAM的数据端I/O1～I/O8都有三态缓冲器，而它们又不会同时出现低电平，故可将它们的数据端并联起来，作为整个RAM的八位数据输入/输出端。图4RAM的字扩展接法A0A1256×8RAM(1)I/O1I/O8A7A0A7A8A9A0A1256×8RAM(2)A7A0A1256×8RAM(3)A7A0A1256×8RAM(4)A7A12-4线译码器图4

6、中各片RAM电路的地址分配RAM的时序问题为保证存储器的正常工作，必须满足读、写周期的时序要求，即各信号之间的时间关系。以2114（1024×4）RAM为例读周期地址A0~A9数据输出输出有效tRCtAtCOtCXtOHAtOTD地址有效写周期地址A0~A9数据输出tWCtWtOTWtAWtWR地址有效tDW数据输入输入有效tDH只读存储器（READ－ONLYMEMORY，ROM）各种存储器中结构最简单的一种。在正常工作时它存储的数据是固定不变的，只能读出，不能随时写入，故称只读存储器。分类：使用的器件类型:二极管ROM双极型三极管ROMMOS管RO

7、M数据的写入方式:固定ROM：无法更改，出厂时已定可编程ROM（PROM）：用户只可写入一次可擦可编程ROM（EPROM）：可写可擦，但费时长，操作复杂电抹可编程ROM（E2PROM）ROM电路都包含地址译码器、存储单元矩阵和输出缓冲器三个部分PROM：所有的存储单元均为0或1，可根据需要改写一次存入数据（编程）的方法：熔断法，PN结击穿法EPROM：可根据需要改写多次，将存储器原有的信息抹去，再写入新的信息，允许改写几百次方法：利用雪崩击穿，采用特殊的雪崩注入MOS管或叠栅注入MOS管擦除方式：紫外线照射特点：擦除操作复杂，速度慢，正常工作时不能随

8、意改写E2PROM：允许改写100～10000次方法：利用隧道效应，采用具有两个栅极的特制NMOS管和一个普