只读存储器(ROM)与可编程逻辑器件(PLD)页

1、第6章只读存储器（ROM）与可编程逻辑器件（PLD）,6.1 只读存储器（ROM）,6.2 可编程逻辑器件（PLD）,ROM的分类,掩膜ROM：不能改写。,PROM：只能改写一次。,EPROM：可以改写多次。,存储器的分类,RAM：在工作时既能从中读出（取出）信息，又能随时写入（存入）信息，但断电后所存信息消失。,ROM：在工作时只能从中读出信息，不能写入信息，且断电后其所存信息在仍能保持。,6.1 只读存储器（ROM）,6.1.1 ROM的结构及工作原理,1、ROM的结构,存储容量字线数位线数2nb（位）,2、ROM的工作原理,44位ROM,地址译码器,存储体,存储内容,A1=0A0=0,

2、W0=1,W1=0,W2=0,W3=0,D3=1,D1=1,D0=1,D2=0,A1=0A0=1,W0=0,W1=1,W2=0,W3=0,D3=0,D1=0,D0=1,D2=1,A1=1A0=0,W0=0,W1=0,W2=1,W3=0,D3=1,D1=0,D0=0,D2=1,A1=1A0=1,W0=0,W1=0,W2=0,W3=1,D3=0,D1=1,D0=1,D2=1,ROM的简化画法,地址译码器产生了输入变量的全部最小项,存储体实现了有关最小项的或运算,与阵列固定,或阵列可编程,连接,断开,6.1.2 ROM的应用,1、用ROM实现组合逻辑函数,逻辑表达式,真值表或最小项表达式,按A、B、

3、C、D排列变量，并将Y1、Y2扩展成为4变量的逻辑函数。,选择ROM，画阵列图,2、用ROM作函数运算表,用ROM构成能实现函数yx2的运算表电路。,例,设x的取值范围为015的正整数，则对应的是4位二进制正整数，用BB3B2B1B0表示。根据yx2可算出y的最大值是152225，可以用8位二进制数YY7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y0表示。由此可列出YB2即yx2的真值表。,真值表,逻辑表达式,阵列图,3、用ROM作字符发生器电路,用ROM存储字符Z,6.1.3 ROM的容量扩展,EPROM芯片,正常使用时，VCC=5V，VPP=5V。编程时，VPP=25V。,1、位扩展（字长的扩展）,地址线及

4、控制线分别并联,输出一个作为高8位，另一个作为低8位,用两片27256扩展成32k16位EPROM,2、字扩展（字数扩展，地址码扩展）,用4片27256扩展成432k16位EPROM,本节小结,1、只读存储器在存入数据以后，不能用简单的方法更改，即它的存储内容是固定不变的，只能从中读出信息，不能写入信息，并且其所存储的信息在断电后仍能保持，常用于存放固定的信息。2、ROM由地址译码器和存储体两部分构成。地址译码器产生了输入变量的全部最小项，即实现了对输入变量的与运算；存储体实现了有关最小项的或运算。因此，ROM实际上是由与门阵列和或门阵列构成的组合电路，利用ROM可以实现任何组合逻辑函数。3、

5、利用ROM实现组合函数的步骤：（1）列出函数的真值表或写出函数的最小项表达式。（2）选择合适的ROM，画出函数的阵列图。,6.2.1 PLD的基本结构,PLD的基本结构,门电路的简化画法,6.2 可编程逻辑器件（PLD）,6.2.2 PLD分类,6.2.3 PLA的应用,用PLA实现逻辑函数的基本原理是基于函数的最简与或表达式,例,用PLD实现下列函数,各函数已是最简,阵列图,本节小结,PLD的主体是由与门和或门构成的与阵列和或阵列，因此，可利用PLD来实现任何组合逻辑函数，GAL还可用于实现时序逻辑电路。用PLA实现逻辑函数的基本原理是基于函数的最简与或表达式。用PLA实现逻辑函数时，首先需

6、将函数化为最简与或式，然后画出PLA的阵列图。,6.5 随机存取存储器（RAM）,3.6.1 RAM的结构,3.6.2 RAM容量的扩张,RAM是由许许多多的基本寄存器组合起来构成的大规模集成电路。RAM中的每个寄存器称为一个字，寄存器中的每一位称为一个存储单元。寄存器的个数（字数）与寄存器中存储单元个数（位数）的乘积，叫做RAM的容量。按照RAM中寄存器位数的不同，RAM有多字1位和多字多位两种结构形式。在多字1位结构中，每个寄存器都只有1位，例如一个容量为10241位的RAM，就是一个有1024个1位寄存器的RAM。多字多位结构中，每个寄存器都有多位，例如一个容量为2564位的RAM，就是

7、一个有256个4位寄存器的RAM。,4.5.1 RAM的结构,由大量寄存器构成的矩阵,用以决定访问哪个字单元,用以决定芯片是否工作,用以决定对被选中的单元是读还是写,读出及写入数据的通道,容量为2564 RAM的存储矩阵,存储单元,1024个存储单元排成 32行32列的矩阵,每根行选择线选择一行,每根列选择线选择一个字列,Y11，X21，位于X2和Y1交叉处的字单元可以进行读出或写入操作，而其余任何字单元都不会被选中。,地址的选择通过地址译码器来实现。地址译码器由行译码器和列译码器组成。行、列译码器的输出即为行、列选择线，由它们共同确定欲选择的地址单元。,2564 RAM存储矩阵中

8、，256个字需要8位地址码A7A0。其中高3位A7A5用于列译码输入，低5位A4A0用于行译码输入。A7A0=00100010时，Y1=1、X2=1，选中X2和Y1交叉的字单元。,00010,0 0 1,集成2kB8位RAM6116,写入控制端,片选端,输出使能端,4.5.2 RAM容量的扩展,位扩展,将地址线、读写线和片选线对应地并联在一起,输入输出（I/O）分开使用作为字的各个位线,字扩展,输入输出（I/O）线并联,要增加的地址线A10A12 与译码器的输入相连，译码器的输出分别接至 8片RAM的片选控制端,本节小结,随机存取存储器（RAM）可以在任意时刻、对任意选中的存储单元进行信息的存入（写入）或取出（读出）操作。与只读存储器ROM相比，RAM最大的优点是存取方便，使用灵活，既能不破坏地读出所存信息，又能随时写入新的内容。其缺点是一旦停电，所存内容便全部丢失。RAM由存储矩阵、地址译码器、读写控制电路、输入输出电路和片选控制电路等组成。实际上RAM是由许许多多的基本寄存器组合起来构成的大规模集成电路。当单片RAM不能满足存储容量的要求时，可以把若干片RAM联在一起，以扩展存储容量，扩展的方法有位扩展和字扩展两种，在实际应用中，常将两种方法相互结合来达到预期要求。,第5章结束,

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