第8章_半导体存储器和可编程逻辑器件ppt课件.ppt

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1、第8章半导体存储器和可编程逻辑器件8.2只读存储器（ROM-ReadOnlyMemory）8.1随机存取存储器（RAM-RandomAccessMemory）8.3可编程逻辑器件（PLD-ProgrammableLogicDevice）半导体存储器概述存储器——用以存储二进制信息的器件。半导体存储器的分类：根据使用功能的不同，半导体存储器可分为两大类：（1）随机存取存储器（RAM）也叫做读/写存储器。既能方便地读出所存数据，又能随时写入新的数据。RAM的缺点是数据易失，即一旦掉电，所存的数据全部丢失。（2）只读存储器（ROM）。其内容只能读出不能写入。存储的数据不会因断电而

2、消失，即具有非易失性。存储器的容量：存储器的容量=字数（m）×字长（n）例：1024×88.1随机存取存储器（RAM）8.1.1RAM的电路结构与工作原理1．RAM的存储单元存储单元是存储器的最基本存储细胞，可以存放1位二值数据。例：六管NMOS静态存储单元存储单元（1）写入过程：例如写入“1”（2）读出过程：例如读出“1”T1、T2为NMOS非门，T3、T4也为NMOS非门，两个非门交叉连接组成基本触发器存储数据。T5、T6为门控管。T7、T8是每一列共用的门控管。11000101102．RAM的基本结构由存储矩阵、地址译码器、读写控制器、输入/输出控制、片选控制等几部分

3、组成。存储矩阵读/写控制器地址译码器地址码输片选读/写控制输入/输出······入1.存储矩阵图中，1024个字排列成32×32的矩阵。为了存取方便，给它们编上号。32行编号为X0、X1、…、X31，32列编号为Y0、Y1、…、Y31。这样每一个存储单元都有了一个固定的编号，称为地址。2．地址译码器——将存储器地址对应的二进制数译成有效的行选信号和列选信号，从而选中该存储单元。例如，输入地址码A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0=0000000001，则行选线X1＝1、列选线Y0＝1，选中第X1行第Y0列的那个存储单元。采用双译码结构。行地址译码器：5输入32输出，输入

4、为A0、A1、…、A4，输出为X0、X1、…、X31；列地址译码器：5输入32输出，输入为A5、A6、…、A9，输出为Y0、Y1、…、Y31，这样共有10条地址线。图8.1.5256×4RAM存储阵列3.片选及输入/输出控制电路当片选信号CS＝1时，G5、G4输出为0，三态门G1、G2、G3均处于高阻状态，I/O端与存储器内部完全隔离，存储器禁止读/写操作，即不工作。当CS＝0时，芯片被选通：当R/W＝1时，G5输出高电平，G3被打开，被选中的单元所存储的数据出现在I/O端，存储器执行读操作；当R/W＝0时，G4输出高电平，G1、G2被打开，此时加在I/O端的数据以互补的形

5、式出现在内部数据线上，存储器执行写操作。8.1.2RAM的容量扩展1．位扩展用8片1024（1K）×1位RAM构成的1024×8位RAM系统。用4片4K×4位RAM构成的4K×16位RAM系统。2．字扩展例：用8片1K×8位RAM构成的8K×8位RAM。用4片8K×8位RAM构成的32K×8位RAM系统。RAM扩展方法小结：1.位扩展（字长扩展）（1）把若干片位数相同的RAM芯片地址线共用；（2）R/W、CS线共用；（3）每个RAM的I/O端并行输出。2.字扩展（1）把原地址线共用，I/O端共用；（2）R/W线共用；（3）根据需要再增加适当的地址线去控制RAM的CS端。3.

6、字和位同时扩展：将上述两种扩展方法结合起来，一般先进行位扩展，然后再进行字扩展。用64×2的RAM扩展成256×4的RAM四、RAM芯片简介(6116)6116为2K×8位的静态CMOSRAM100CS片选×0×OE输出使能×10WE读/写控制×稳定稳定A0～A10地址码输入高阻态输出输入D0～D7输出工作模式低功耗维持读写6116的功能表A0～A10是地址码输入端，D0～D7是数据输出端，CS是选片端，OE是输出使能端，WE是读写控制端。8.2只读存储器(ROM)一．ROM的分类按照数据写入方式特点不同，ROM可分为以下几种：（1）固定ROM。厂家把数据写入存储器中，用户

7、无法进行任何修改。（2）一次性可编程ROM（PROM-ProgrammableROM）。出厂时，存储内容全为1（或全为0），用户可根据自己的需要编程，但只能编程一次。W1W2W3W4图8.2.1PROM结构示意图（3）光可擦除可编程ROM（EPROM-ErasablePROM）。采用浮栅技术生产的可编程存储器。其内容可通过紫外线照射而被擦除，可多次编程。用紫外线照射芯片上的玻璃窗，则形成光电电流，把栅极电子带回到多晶硅衬底，SIMOS管恢复到初始的导通状态。（5）快闪存储器（FlashMemory）。也是采用浮栅型