2019年 第六章大规模集成电路ppt课件.ppt

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1、第六章大规模集成电路(LSIintegratedcircuit)6.1概述（summary）6.2存储器（memory）6.3可编程逻辑器件（PLD）基本要求]、掌握RAM的电路结构、工作原理，了解静态RAM和动态RAM的存储原理、使用方法:2、掌握各种ROM的工作原理和使用方法;3、掌握简单PLD的结构、编程原理；4、掌握PAL、GAL的结构、工作原理；5、了解CPLD、FPGA、ISP-PLD等可编程逻辑器件的结构和编程原理；6、了解可编程逻辑器件的开发技术。6.1概述（summary）一、用SSI和MSI构成数字系统存在的问题体积大重量大功耗高成本高可靠性差二、LS

2、I的现状和前景目前，在单块硅片上集成十万个元件、器件的大规模集成电路已广泛应用到各种电子仪器和设备中。集成电路一进入超大规模和甚大规模阶段，如实验室用到的lattics公司的Flex10K10系列，等效门数为10000门，另外还有Flex10K100系列，等效门数为100000门。近年来，随着电子设计自动化技术的发展，以及可编程逻辑器件的广泛应用，使电子电路设计方法和手段都得到了不断的改进和创新，也为大规模集成电路的应用开辟了新的途径。可以预见，大规模集成电路必将越来越广泛地应用于通信技术、计算机技术、自动控制技术等领域中，PLD的原理和应用是每个电子工程师必备的一门技术

3、。大规模集成电路的制造技术和应用技术都得到了飞速发展，主要表现在以下几个方面。（1）密度越来越高单片密度已达十万、几十万、甚至几百万门，已进入超大规模和甚大规模阶段。（2）用户可编程且拥有多种编程技术（3）设计工具不断完善现有的设计自动化软件即支持功能完善硬件描述语言如VHDL、Verilog等作为文本输入，又支持逻辑电路图、工作波形图等作为图形输入。如isp、icr。从应用的角度分专用型：如手机芯片、电视机芯片从逻辑功能分存储器PLDCPU单片机从制造工艺分三、LSI的分类通用型：如存储器、微处理器、单片机双极型单极型四、本章主要内容1、存储器：掌握静态RAM的存储原理

4、、使用方法掌握各种ROM的工作原理、使用方法。2、掌握简单PLD的结构和编程原理，为以后学习复杂可编程逻辑器件打下基础。6.2存储器（memory）存储器的分类RAMROM双极型单极型静态动态ROMPROMEPROME2PROM闪速存储器可读可写读写方便所存储信息会因断电而丢失6.2.1读写存储器RAM（RandomAccessMemory）用途：特点：常用来放一些采样值、运算的中间结果，数据暂存、缓冲和标志位等。存储矩阵地址译码器片选及读写控制电路（1）存储矩阵每个存储单元能存放一位二值信息。存储器的容量是指存储单元的数目。存储容量=存储单元的数目=行数*列数=字数*位

5、数1、RAM的结构（2）地址译码一个RAM由若干字和位组成。通常信息的读出和写入是以字为单位进行的。为了区分不同的字，将存放同一个字的各个存储单元编为一组，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实现的。容量小的可以只用一个译码器，容量大的通常采用双译码结构，即将输入地址分为两部分，分别由行译码器和列译码器进行译码。行列译码器的输出即为存储矩阵的字线和位线，由它们共同确定欲选择的存储单元。X1例如：1024*1的存储器，可以排列成32*32的矩阵。A5A6A7A8A9A0A1A2A3A4行译码器列译码器（0，0）（0，1）（0，2）……（0，30）（0，31

6、）（1，0）（1，1）（1，2）……（1，30）（1，31）（2，0）（2，1）（2，2）……（2，30）（2，31）（30，0）（30，1）（30，2）……（30，30）（30，31）X0X30X2X31（31，0）（31，1）（3，2）……（31，30）（31，31）Y0Y31Y1Y2Y30X1例如：1024*2的存储器，可以排列成32*64的矩阵。A5A6A7A8A9A0A1A2A3A4行译码器列译码器（0，0）（0，1）（0，2）（0，3）……（0，63）（0，64）（1，0）（1，1）（1，2）（1，3）……（1，63）（1，64）（2，0）（2，1）（2，2）

7、（2，3）……（2，63）（2，64）（30，0）（30，1）（30，2）（30，3）……（30，63）（30，64）X0X30X2X31（31，0）（31，1）（3，2）（31，3）……（31，63）（31，64）Y0Y1Y2Y30Y31（3)片选及读写控制电路强调CPU读：把存储器里的数据读到口线上；CPU写：把口线上的数据写到存储器里。例1024*4的RAM的结构图2静态存储单元静态存储单元=触发器+控制电路3动态存储单元利用MOS管栅极电容的电荷存储效应来组成动态存储器。优点：单元电路简单缺点：由于栅极电容的容量很小，