第8章 存储器与可编程逻辑器件ppt课件.ppt

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1、第8章存储器与可编程逻辑器件内容提要：本章首先介绍存储器的基本概念，各种存储器的工作原理以及存储器容量的扩展方法。然后介绍可编程阵列逻辑（PAL）、通用阵列逻辑（GAL）的电路结构和应用。最后介绍CPLD、FPGA和在系统编程（ISP）技术。18.1存储器概述主要内容：存储器的分类、相关概念存储器的主要技术指标28.1.1存储器分类１．根据存储器存取功能的不同分类存储器可分为只读存储器（Read-OnlyMemory，简称ROM）和随机存取存储器（RandomAccessMemory，简称RAM）。　只读存储器在正常工作状态时，只能从中读取数据，而不能写入数据。随机存取存储器与只

2、读存储器的根本区别在于：随机存储器在正常工作状态时可随时向存储器里写入数据或从中读出数据，在存储器断电后信息全部丢失，因此RAM也称为易失性存储器。3２．根据存储器制造工艺的不同分类　存储器可分为双极型存储器和MOS型存储器。双极型存储器以TTL触发器作为基本存储单元，具有速度快、价格高和功耗大等特点，主要用于高速应用场合，如计算机的高速缓存。MOS型存储器是以MOS触发器或MOS电路为存储单元，具有工艺简单、集成度高、功耗小、价格低等特点，主要用于计算机的大容量内存储器。4３．根据存储器数据的输入/输出方式不同分类　存储器可分为串行存储器和并行存储器。串行存储器中数据输入或输出

3、采用串行方式，并行存储器中数据输入或输出采用并行方式。显然，并行存储器读写速度快，但数据线和地址线占用芯片的引脚数较多，且存储容量越大，所用引脚数目越多。串行存储器的速度比并行存储器慢一些，但芯片的引脚数目少了许多。58.1.2存储器的相关概念基本存储单元存储单元存储矩阵基本存储单元存放1位二进制数据，称为一个“比特”。每个通常存储器以“存储单元”为单位进行数据的读写。每个“存储单元”也称为一个“字”，一个“字”中所含的位数称为“字长”。6地址Y0Y1位D位C位B位A位D位C位B位AX0X1X2X3X41101X51001X6X764位存储器结构基本存储单元存储单元共有16个存储单元

4、，即16个“字”，字长为4。称为16X478.1.3存储器的性能指标1．存储容量存储容量是指存储器能够容纳的二进制信息总量，即存储信息的总比特数，也称为存储器的位容量。存储器的容量=字数（m）×字长（n）。2．存取速度存储器的存取速度可用“存取时间”和“存储周期”这两个时间参数来衡量。“存取时间”（AccessTime）是指从微处理器发出有效存储器地址从而启动一次存储器读/写操作，到该操作完成所经历的时间。82．存取速度(续)“存储周期”（memorycycle）是连续启动两次独立的存储器操作所需的最小时间间隔。由于存储器在完成读/写操作之后需要一段恢复时间，所以存储器的存储周期略大

5、于存储器的存取时间。如果在小于存储周期的时间内连续启动两次存储器访问，那么存取结果的正确性将不能得到保证。98.2随机存取存储器（RAM）主要内容：RAM的分类与结构静态RAM（SRAM）SRAM的存储单元动态RAM（DRAM）DRAM的存储单元101．RAM分类按工作方式不同可分为静态RAM（StaticRAM）和动态RAM（DynamicRAM）。静态RAM使用触发器作为存储元件，因而只要使用直流电源，就可存储数据。动态RAM使用电容作为存储单元，如果没有称为刷新的过程对电容再充电的话，就不能长期保存数据。当电源被移走后，SRAM和DRAM都会丢失存储的数据，因此被归类为易失性内

6、存。8.2.1　RAM分类与结构11122．RAM的结构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，其电路结构框图如图所示。138.2.2静态RAM（SRAM）1．SRAM的基本存储单元静态RAM的基本存储单元通常由6个MOS管组成，如图所示。图中T1、T2为放大管，T3、T4为负载管，这4个MOS管共同组成一个双稳态触发器。14若T1导通，则A点为低电平，这样T2截止，B点为高电平，为一种稳定状态“0”；与此相反，T1截止而T2导通时，A点为高电平B点为低电平，又是另一种稳定状态“1”，15T5、T6为本单元控制管，由X地址译码线控制。T7和T8为一列基本存储单

7、元的控制管，由Y地址译码线控制。只有当X、Y地址译码线均为高电平时，T5、T6、T7和T8管都导通，该基本存储单元的输出才能通过T5、T6、T7和T8管和数据线接通。162．存储矩阵17表8-16116芯片的工作方式工作方式001读010写1××未选3．静态RAM芯片举例188.2.3动态RAM（DRAM）动态RAM也是由许多基本存储单元按行、列形式构成的二维存储矩阵。在基本存储单元电路中，二进制信息保存在MOS管栅极电容上的，电容上充有电荷表示“1”，电