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1、下一页总目录 章目录返回上一页第第8 8章章 半导体存储器和半导体存储器和 可编程逻辑器件可编程逻辑器件8.1 8.1 只读存储器只读存储器 8.2 8.2 随机存取存储器随机存取存储器 8.3 8.3 闪闪 存存 8.4 8.4 可编程逻辑器件可编程逻辑器件下一页总目录 章目录返回上一页本章要求本章要求1. 1.了解了解ROM, RAM, PROM, EPROMROM, RAM, PROM, EPROM和和ROMROM的结构和工作原理及功能的区别。的结构和工作原理及功能的区别。2. 2.了解了解常用可编程逻辑器件在实际中的应用。常用可编程逻辑器件在实际中的应用。3. 3. 会会用可编程逻辑器
2、件用可编程逻辑器件构成简单的逻辑函数构成简单的逻辑函数第第8 8章章 半导体存储器和半导体存储器和 可编程逻辑器件可编程逻辑器件下一页总目录 章目录返回上一页半导体存储器分类：半导体存储器分类：按功能按功能只读存储器（只读存储器（ROMROM）随机存取存储器（随机存取存储器（RAMRAM）按元件按元件双极型存储器双极型存储器: :速度快，功耗大。速度快，功耗大。MOSMOS型存储器：速度较慢，功耗小，型存储器：速度较慢，功耗小， 集成度高。集成度高。下一页总目录 章目录返回上一页8.18.1 只读存储器只读存储器8.1.1 ROM8.1.1 ROM的结构框图的结构框图只读存储器（只读存储器（R
3、OMROM） ，它存储，它存储的信息是固定不变的信息是固定不变 的。工作时，只能读出信息，不能随时写入信息。的。工作时，只能读出信息，不能随时写入信息。图图8.1.1 ROM8.1.1 ROM的结构框图的结构框图存储输出存储输出读出电路读出电路存储矩阵存储矩阵地地 址址 译译 码码 器器N N MM位线位线 （数据线）（数据线）字线（选择线）字线（选择线）地址输入地址输入A AN-1N-1A A1 1A A0 0. . .WW0 0WW1 1WWnN-1nN-1D DM-1M-1D D0 0D D1 1. . .表示存表示存 储容量储容量下一页总目录 章目录返回上一页ROMROM主要结构主要结
4、构存储矩阵存储矩阵地址译码器地址译码器1. 1.存储矩阵：存储矩阵：由存储单元构成，一个存储单元存储由存储单元构成，一个存储单元存储 一位二进制数码一位二进制数码“ “1”1”或或“ “0”0”。存储器是以字为单位进行。存储器是以字为单位进行 存储的。图存储的。图23.1.123.1.1中有中有N N MM个存储单元。个存储单元。2. 2.地址译码器：地址译码器：为了存取的方便，给每组存储单元为了存取的方便，给每组存储单元 以确定的标号，这个标号称为地址。图以确定的标号，这个标号称为地址。图23.1.123.1.1中，中， WW0 0 WWN-1N-1称为字单元的地址选择线，简称字线；称为字单
5、元的地址选择线，简称字线；地址地址 译码器根据输入的代码从译码器根据输入的代码从WW0 0 WWN-1N-1条字线中选择一条条字线中选择一条 字线，确定与地址代码相对应的一组存储单元位置。字线，确定与地址代码相对应的一组存储单元位置。 被选中的一组存储单元中的各位数码经位线被选中的一组存储单元中的各位数码经位线D D0 0 D DM-1M-1 传送到数据输出端。传送到数据输出端。下一页总目录 章目录返回上一页8.1.2 ROM8.1.2 ROM的工作原理的工作原理图图8.1.28.1.2二极管二极管 ROMROM电路电路11A0A1字线位线 读出电路地址译码器存储矩阵存储输出地址输入W0W1W
6、2W3D0D1D2D3A1A0+UA0A1存存“ “1”1”存存“ “0”0”下一页总目录 章目录返回上一页(1) (1) 存储矩阵存储矩阵1. 1. 二极管构成的二极管构成的ROMROM的工作原理的工作原理图中的存储矩阵有图中的存储矩阵有四条字线和四条位线四条字线和四条位线。共有十六。共有十六 个交叉点，每个交叉点都可看作一个存储单元。个交叉点，每个交叉点都可看作一个存储单元。交叉点处接有二极管时，相当于存交叉点处接有二极管时，相当于存“ “1”1”； 交叉点处没有接二极管时，相当于存交叉点处没有接二极管时，相当于存“ “0”0”； 如：字线如：字线WW0 0与位线有四个交叉点，其中与位线与
7、位线有四个交叉点，其中与位线D D0 0和和D D2 2交叉处接有二极管。当选中交叉处接有二极管。当选中WW0 0（为高电平）（为高电平） 字线时，两个二极管导通，使位线字线时，两个二极管导通，使位线D D0 0和和D D2 2为为“ “1”1”， 这相当于接有二极管的交叉点存这相当于接有二极管的交叉点存“ “1”1”。8.1.2 ROM8.1.2 ROM的工作原理的工作原理下一页总目录 章目录返回上一页交叉点处没有接二极管处，相当于存交叉点处没有接二极管处，相当于存“ “0”0”；位；位 线线D D1 1和和D D3 3为为“ “0”0”，这相当于没接有二极管的交叉，这相当于没接有二极管的交
8、叉 点存点存“ “0”0”。 ROMROM的特点：存储单元存的特点：存储单元存“ “0”0”还是存还是存“ “1”1”是在设计是在设计 和制造时已确定，不能改变；而且存入信息后，和制造时已确定，不能改变；而且存入信息后， 即使断开电源，所存信息也不会消失，所以即使断开电源，所存信息也不会消失，所以ROMROM 也称固定存储器。也称固定存储器。 (2) (2) 地址译码器地址译码器图中是一个二极管译码器，两位地址代码图中是一个二极管译码器，两位地址代码A A1 1A A0 0可指定可指定四四个不同的地址。个不同的地址。8.1.2 ROM8.1.2 ROM的工作原理的工作原理下一页总目录 章目录返
9、回上一页四个地址的逻辑式分别为：四个地址的逻辑式分别为：地址译码器特点：地址译码器特点：（1 1）N N取一译码：即取一译码：即N N条字线中，每次只能选中一条字线中，每次只能选中一 条字线。图示电路为四选一译码。条字线。图示电路为四选一译码。（2 2）最小项译码：）最小项译码：n n个地址输入变量个地址输入变量A A0 0 A An n最小项最小项 的数目为的数目为N=2N=2n n。图示电路最小项为四个。图示电路最小项为四个。地址译码器是一个地址译码器是一个“ “与与” ”逻辑阵列逻辑阵列8.1.2 ROM8.1.2 ROM的工作原理的工作原理下一页总目录 章目录返回上一页表表8.1.1
10、8.1.1 N N取一译码及取一译码及ROMROM存储内容存储内容地址码地址码A A0 0A A1 10 00 00 10 11 01 01 11 1最小项及编号最小项及编号N N取一译码取一译码存储内容存储内容WW0 0WW1 1WW2 2WW3 3D D0 0D D1 1D D2 2D D3 3mm0 0mm1 1mm2 2mm3 30 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 10 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 10 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 01 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0从图从图8.
11、1.28.1.2中可看出：中可看出： 地址译码器是一个地址译码器是一个“ “与与” ”逻辑阵列逻辑阵列8.1.2 ROM8.1.2 ROM的工作原理的工作原理下一页总目录 章目录返回上一页11A0A1字线位线 读出电路地址译码器存储矩阵地址输入W0W1W2W3D0D1D2D3A1A0+UA0A1“0”“0”0 0 0 1 导通导通0 1 0 1导通导通8.1.2 ROM8.1.2 ROM的工作原理的工作原理下一页总目录 章目录返回上一页存储矩阵是一个存储矩阵是一个“ “或或” ”逻辑阵列逻辑阵列W3=A1A0m3m2W2=A1A0m1W1=A1A0m0W0=A1A0 A0A1地 址 译 码 器
12、D3D2D1D0图图8.1.3 8.1.3 简化的简化的 ROMROM存储矩阵阵列图存储矩阵阵列图有二极管有二极管无二极管无二极管8.1.2 ROM8.1.2 ROM的工作原理的工作原理下一页总目录 章目录返回上一页2. 2. 双极型晶体管和双极型晶体管和MOSMOS场效应管构成的存储矩阵场效应管构成的存储矩阵图图8.1.4 8.1.4 双极型存储矩阵双极型存储矩阵存存“ “1”1”存存“ “0”0”D3D2D1D0W2W1W0+UDDW3下一页总目录 章目录返回上一页2. 2. 双极型晶体管和双极型晶体管和MOSMOS场效应管构成的存储矩阵场效应管构成的存储矩阵 “1”“0”“0”“0”选中
13、选中1 1 0 1D3D2D1D0W2W1W0+UDDW3导通导通下一页总目录 章目录返回上一页1D31D21D11D0W0W1W2W3负载管+UDD图图8.1.5 MOS8.1.5 MOS型存储矩阵型存储矩阵“1”“0”“0”“0”选中选中0 0 1 01 1 0 1导通导通下一页总目录 章目录返回上一页1. ROM1. ROM构成的全加器构成的全加器8.1.3 ROM8.1.3 ROM的应用的应用在数字系统中在数字系统中ROMROM的应用十分广泛，如组合的应用十分广泛，如组合 逻辑、波形变换、字符产生以及计算机的数据和逻辑、波形变换、字符产生以及计算机的数据和 程序存储等。程序存储等。输入
14、变量输入变量A 加数B 加数 C0 低位进位数输出变量输出变量S 本位和C0 向高位进位数下一页总目录 章目录返回上一页8.1.3 ROM8.1.3 ROM的应用的应用A B C0十进制十进制最小项最小项被选中被选中 字线字线最小项最小项 编号编号位线位线S SC C0 0 0 0 0 00 0 1 0 0 10 1 0 0 1 00 1 1 0 1 11 0 0 1 0 01 0 1 1 0 11 1 0 1 1 01 1 1 1 1 10 0 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7A AB BC C0 0 A AB BC C0 0A AB BA AC C0 0 A AC C0 0B BC C0 0 B BC C0 0A AB BB BC C0 0A AC C0 0B BA AWW0 0=1=1 WW1 1=1=1 WW2 2=1=1 WW3 3=1=1 WW4 4=1=1 WW5 5=1=1 WW6 6=1=1WW7 7=1=1mm0 0mm1 1mm2 2mm3 3mm4 4mm5 5mm6 6mm7 70 0 0 0 1 0
