半导体存储器和可编程逻辑器件答辩ppt课件.ppt

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1、第八章半导体存储器和可编程逻辑器件LSI（大规模集成电路）可分为：1）非用户定制电路（通用集成电路）；2）全用户定制电路（专用集成电路ASIC:ApplicationSpecificIntegratedCircuit）；3）半用户定制电路。§8.1随机存取存储器(RAM)(又称读写存储器)一、半导体存储器的分类：1、按功能分：随机存取存储器；只读存储器（ROM）2、按机理分：RAM：静态RAM（SRAM）；动态RAM（DRAM）二、RAM的电路结构与工作原理：1、RAM存储单元：存储单元是存储器的最基本存储细胞，它可以存放1位二值数据。1）静态RAM存储单元：a

2、)条件:存储单元能够进行读/写操作的条件是：与它相连的行、列选择线均须呈高电平。b)特点：数据由触发器记忆，只要不断电，数据就能永久保存。2）动态RAM存储单元：动态RAM存储数据的原理是基于MOS管栅极电容的电荷存储效应。2、RAM的基本结构：1）存储器组成：存储矩阵，地址译码器和输入/输出控制电路。它有3类信号线：地址线、数据线和控制线。2）地址译码：A、地址：通常RAM以字为单位进行数据的读出与写入（每次写入或读出一个字），为了区别各个不同的字，将存放同一个字的存储单元编为一组，并赋于一个号码，称为地址。字单元也称为地址单元。B、地址单元的个数N与二进制地

3、址码的位数n满足关系式：N=2n.图8.1.6输入/输出控制电路1、存储容量：1）扩展存储容量的方法：增加字长（位数）或字数来实现。2）单位：1K=210=1024；1M=220=1024K;1G=230=1024M2、字长（位数）的扩展：RAM芯片的字长为1位，4位，8位，16位和32位等。位扩展可以利用芯片的单联方式实现。三、RAM存储容量的扩展：3、字数的扩展：可以利用外加译码器，控制存储器芯片的片选输入端来实现。4、结论：无论需要多大容量的存储器系统，均可利用容量有限的存储器芯片，通过位数和字数的扩展来构成。§8.2只读存储器（ROM）一、特点：ROM一

4、般由专用的装置写入数据，数据一旦写入，不能随意改写，在切断电源之后，数据也不会消失，即具有非易失性。二、分类：1、按制造工艺分：二极管ROM、双极型ROM、MOS型和ROM三种。2、按存入方式分：固定ROM和可编程ROM。3、可编程ROM细分：一次可编程存储器PROM、光可擦除可编程存储器EPROM、电可擦除可编程存储器E2PROM和快闪存储器等。三、特点：3、EPROM：采用浮栅技术；存储单元多采用N沟道叠栅MOS管（SIMOS），可以利用浮栅是否累积有负电荷来存储二值数据。4、E2PROM：采用浮栅技术；它是以字为单位进行的，只需提供单电源供电，便可进行读、

5、擦/写操作。5、快闪存储器中数据的擦除和写入是分开的，数据写入方式与EPROM相同，需要输入一个较高的电压，因此要为芯片提供两组电源。1、固定ROM（掩模ROM）：采用掩模技术；存储的数据固定不变。2、PROM：只能改写一次。§8.3可编程逻辑器件（PLD）一、PLD的特点：结构灵活、性能优越、设计简单。二、PLD的电路表示法：1、连接方式：1）组成：PLD电路由与门和或门阵列两种基本的门阵列组成。2）结构图：3）连接方式：A、硬线连接：硬线连接是固定连接，不可以编程改变；B、可编程“接通”单元：它依靠用户编程来实现“接通”连接；C、可编程“断开”单元（被编程擦

6、除单元）：编程实现断开状态。基本的PLD结构图PLD连接方式（b）表8.3.1PLD输入缓冲器真值表输入输出AAĀ0101102、PLD的主要类型：1）PROM（可编程只读存储器）结构：固定连接的与或门阵列和可编程连接的或门阵列。2）PLA（可编程逻辑阵列）结构：组合和时序电路。3）PAL（可编程阵列逻辑）结构：可编程的与门阵列和固定连接的或门阵列。4）GAL（通用阵列逻辑）结构：一个与门阵列、一个或门阵列以及一个输出逻辑宏单元。3、采用PLD进行数字系统逻辑设计，不仅可以使逻辑功能的实现变得灵活方便，而且可减小系统体积、降低成本、提高可靠性。三、可编程通用阵列

7、逻辑器件（GAL）1、PAL的不足：1）不能改写。2）不同输出结构的PAL对应不同型号的PAL器件，不便于用户使用。2、GAL的优点：具有可擦除、可重新编程和可重新配置其结构等功能。3、GAL的基本结构：1）GAL器件分两大类：一类为普通型GAL，其与或阵列结构与PAL相似，另一类为新型GAL，其与或阵列均可编程。2）按门阵列结构分类：A、与门阵列可编程，或门阵列固定连接。B、与门阵列和或门阵列都可编程。§8.4复杂的可编程逻辑器件（CPLD）ISP（在系统编程）：是指可以在用户自己设计的目标系统上，为实现预定逻辑功能而对逻辑器件进行编程或改写。一、ISP技术的

8、特点：1）实现了硬件设计