电子技术 教学课件 作者 陈瑞 第11章.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半导体存储器11．2可编程逻辑器件（PLD）11．1．1只读存储器(ROM)11．1．2随机存取存储器（RAM）11．1．3存储器容量的扩展11．2．1可编程逻辑阵列器件（PLA)11．2．2可编程阵列逻辑器件（PAL）11．2．3通用阵列逻辑器件（GAL）本章基本要求本章教学基本要求：了解大规模集成电路半导体存储器ROM、EPROM、RAM电路的工作原理。了解存储器容量的扩展方法。了解可编程逻辑器件的基本结构和功能。11．1半导体存储器概念：半导体存储器是现代数字系统特别是计算机系统中的重要组成部件，它可用来存储

2、数据、资料和运算程序等二进制信息。种类：按存储功能分为只读存储器(Read-only简称ROM)和随机存取存储器(RandomAccessMemory，简称RAM)两大类。Memory,ROM：是一种非易失性的存储器，正常工作时一般只能读出信息，而不能写入信息。RAM：是一种易失性的存储器，正常工作时可以随时向存储器里写入或读出数据。按构成元件可分为双极型存储器和MOS型存储器。存储器的指标：存储器的存储容量和存取时间是反映系统性能的两个重要指标。存储器的容量一般用字N和字长M的乘积N×M表示。存取时间一般用读/写周期来描述。11．1．1只读存储器(ROM)

3、ROM的优点：是电路结构简单，而且在断电以后数据不会丢失，常用来存放固定的资料及程序。ROM器件按存储内容的不同可分为：掩膜ROM和可编程ROM，可编程ROM又分为：一次可编程ROM(PROM)、紫外线擦除可编程ROM(EPROM)、电擦除可编程ROM(E2PROM)和闪存ROM(FlashMemory)。只读存储器的特点：只读存储器用来存储二值信息代码，其数据一旦写入，在正常工作时，只能重复读取所存内容，而不能改写。存储器内容在断电后不会消失，具有非易失性。1．ROM的结构框图ROM的一般结构如图11-1所示。它主要由地址译码器、存储矩阵及输出缓冲器组成。

4、图11-1N×MROM结构框图地址输入线n根，又称地址码。相应的地址码的字线字线Wi的下标i即对应的是地址码的十进制数。当该字线被选中，Wi出高电平1，其余字线为低电平每一根字线对应地存放一个8位二进制数码，也就是这个字母的地址所指定存放的数，这个8位二进制数称为一个字。通常把一个字中所含的位数称为字长。位数可以1位、4位、8位、16位和32位等。把8位数的字称为一个字节。4位为半个字节，16位称为两个字节。把输出位数的线称为位线。字线与位线的交叉点即为存储单元。每个存储单元可以存储1位二进制数（0、1）存储器中总的存储单元的数量称为存储容量。从位线输出的每

5、组二进制代码称为一个字。一个字中含有的存储单元数称为字长，即字长=位数。一个存储体总的存储容量用字线数m×位线数表示。2．ROM的应用举例在数字系统中ROM的应用十分广泛，如组合逻辑、波形变换、字符产生以及计算机的数据和程序存储等例11-1试用ROM构成一位全加器。解：设A、B为加数和被加数，Ci为低位向高位的进位位，S为本位和，CO为本位向高位的进位位。由组合逻辑电路的分析方法可得：S＝＝m1+m2+m4+m7CO＝＝m3+m5+m6+m7ABCi最小项被选中字线位线SCO000001010011100101110111m0m1m2m3m4m5m6m7W0

6、＝1W1＝1W2＝1W3＝1W4＝1W5＝1W6＝1W7＝10110100100010111表11－1一位全加器逻辑状态及三变量最小项编码图11-2用ROM构成一位全加器最小项译码器输出八个最小项八条字线被选中的字线为高电平存储矩阵有两条位线S和CO，在S线与最小项m1、m2、m4、m7线交叉点打上黑点（存“1”）在CO线与最小项m3、m5、m6、m7线交叉点也打上黑点（存“1”），即得到由ROM构成的全加器阵列图。11．1．2随机存取存储器（RAM）1．RAM的基本结构RAM主要由存储矩阵、地址译码器和读/写控制电路三部分组成，其框图如图11-3所示ＲＡＭ

7、和ＲＯＭRAM的区别：存储矩阵由许多存储单元构成，每个存储单元存放一位二进制数码(0或1)，与ROM存储单元不同的是，RAM存储单元的数据不是预先固定的，而是取决于外部输入的信息。要记忆这些信息，RAM存储单元必须由具有记忆功能的电路构成。地址译码器将外部给出的地址进行译码，找到唯一对应的存储单元使之与数据线相通，以便实现读写操作。根据存储单元所排列的矩阵形式，通常将地址译码器分成行地址译码器和列地址译码器两部分。行地址译码器将输入地址代码的若干位A0～Ai译成某一条字线有效，从存储矩阵中选中一行存储单元；列地址译码器将输入地址代码的其余若干位(Ai+1～A

8、n-1)译成某一根输出线有效，从字线选中的一行存储单