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1、第七章 半导体存储器了解存储器的分类及每类存储器的特点及工作原理。掌握存储器的扩展方法。掌握存储器设计组合逻辑电路的方法。 主要要求： 7.1 概述随机存储器（Random Access Memory RAM）存储器（Memory）是计算机系统中的记忆设备，用来 存放程序和数据。存储器能存储大量二值信息，是数字系统 中不可缺少的部分。1.存储器的构成只读存储器（Read-Only Memory ROM）构成存储器的存储介质，目前主要采用半导体器件和 磁性材料。 2.种类7.2 只读存储器ROM 只读存储器在工作时其存储内容是固定不 变的，因此，只能读出，不能随时写入，所以 称为只读存储器。固定
2、ROM可编程ROM：PROM可擦写可编程：EPROM，E2PROM，FLASHROM的种类ROM的基本结构 单元数目庞大！ 输入/输出引脚数目有限！ROM主要由地址译码器、存储矩阵 和输出及控制电路几部分组成。例如 1K4、16K 和 64M32的存储器。存储器容量字数位数2n mn输入地址线数m 输出数据线数掩膜ROM在出厂时，其内部存储的信息就已经“固化”在里边了，所以也称固定ROM。它在使用时只能读出，不能写入，因此通常只用来存放固定数据、固定程序和函数表等。具有适合大量生适合大量生产，简单，便宜，非易失性等特点。产，简单，便宜，非易失性等特点。7.2.1 掩模只读存储器二极管ROM电路
3、结构存储矩阵的每个交叉点是一个“存储单元”，存储单元中有器件存入为“1”，无器件存入为“0”。与矩阵或矩阵地 址数 据A1 A0D3D2D1D00 0 0 1 0 10 1 1 0 1 11 0 0 1 0 01 1 1 1 1 0A0An-1W0W(2n-1)D0Dm用MOS管构成的矩阵两个概念：1. 存储矩阵的每个交叉点是一个“存储单元”，存储单元中 有器件存入“1”，无器件存入“0”2. 存储器的容量：“字数 x 位数”掩模ROM的特点：出厂时信息已经固定，不能更改，适合大量生产，简单， 便宜，存储的信息不容易丢失。7.2.2 可编程ROM (PROM)PROM在出厂时，存储的内容为全0
4、(或全1)，用户根据需要，可将某些单元改写为1(或0)。 这种ROM采用熔丝或PN结击穿的方法编程，由于熔丝烧断或PN结击穿后不能再恢复， 因此PROM只能改写一次。PROM总体结构与掩膜ROM一样，但存储单元不同。熔丝型PROM的存储单元PROM的结构图7.2.3 可擦除可编程ROM(EPROM)EPROM中存储的数据可以擦除重写，因而用在经常 需要改写ROM中内容的场合。一 、用紫外线擦除的用紫外线擦除的EPROM (UVEPROM)二、电可擦除的可编程二、电可擦除的可编程ROMROM（E E2 2PROMPROM）E2PROM 只需在高电压脉冲或在工作电压下就可以进行擦除，而不要借助紫外
5、线照射，所以比 EPROM更灵活方便。选通管三、快闪存储器（Flash Memory）快闪存储器即吸收了EPROM结构简单、编程可靠 的优点，又保留了E2ROM用隧道效应擦除的快捷特性，而且集成度可以做得很高。7.3 随机存储器RAM7.3.1 静态随机存储器（SRAM） 一、SRAM的结构与工作原理10244位 RAM2114的结构图64644096二、SRAM的存储单元二、SRAM的静态存储单元7.3.2* 动态随机存储器（DRAM）动态存储单元是利用MOS管栅极电容可以存储电荷的原 理制成的。由于存储单元非常简单，所以在大容量高集成度的 RAM中得到了普遍的应用。单管动态MOS存储单元7
6、.4 存储器容量的扩展7.4.1 位扩展方式适用于每片RAM或ROM字数够用而位数不够时。接法：将各片的地址线、读写线、片选线并联即可。例：用八片例：用八片1024 x 11024 x 1位位 1024 x 8 1024 x 8位的位的RAMRAM7.4.2 字扩展方式适用于每片RAM、ROM位数够用而字数不够时。例：用四片例：用四片256 x 8256 x 8位位1024 x 81024 x 8位位 RAMRAM1024 x 8 RAM01111 110110 111011 011100 0RAM的字扩展讨论：1、指出下列存储系统各具有多少个存储单元，至少需要几根地址线和数据线。 64K8
7、256K4 1M322、下图为EPROM2716,其中A10A0为为地址线线，D7D0为为数据线线，CS为为使能端，现现在需要容量为为16K32的存储储器，问问：需要EPROM2716多少片？说说明理由。D7D6D5D4D3D2D1D0EPROM2716A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0CS7.5 用存储器实现组合逻辑函数一、基本原理若以地址线为输入变量，则数据线即为一组关于地址 变量的逻辑函数。A0An-1W0W(2n-1)地 址数 据A1A0D3D2D1D0000101011011100100111110地址端提供了两个 变量的所有最小项 ROM的与矩阵和或阵列图 例如，将输入
8、地址A1A0视为输入变量，而将D3、D2、D1、D0视为一组输出逻辑变量，则D3、D2、D1、D0就是A1、A0的一组逻辑函数。 二、举例输输 入输输 出 数字DCB Aabcdefg h字形000001111110 1100010110000 1200101101101130011111100114010001100111501011011011 1601100011111 1701111110000 1 810001111111 1910011110011 11010101001101 0 1110111011001 01211000100011 01311010111101 014111
9、01101111 01511111000111 0八段数据显示器八段数据显示器讨论：1.某RAM芯片的存储容量为2564位，该芯片的外部引脚有几根地址线？几根数据线？ 若已知某RAM芯片引脚中有11条地址线，8条数据线，那么该芯片的存储容量是多少？2.将一个16384个存储单元的存储电路设计成8位的RAM，试问该有几根地址线？几根数据线？8根地址线，4根数据线2118位2K 8位8根数据线，16384/82048211，所以有11根地址线。3. 用RAM2114芯片（容量为1K4位）组成4K 8位的存储器，需要多少片这样的芯片？讨论：需要8片。7.1、7.2、7.5、7.8、7.10、7.14作 业题7.14用164位ROM和同步十六进制加法计数器74LS161组成的 脉冲分频电路，ROM的数据表如下。试画出在CLK信号作用下D3、 D2、D1、和D0输出的电压波形，并说出它们与CLK信号频率之比。
