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1、第15章 半导体存储器15.1 只读存储器15.2 随机存储器RAM15.3 用存储器实现组合逻辑函数本章小结习题第第15章章 半导体存储器半导体存储器第15章 半导体存储器15.1.1 ROM的结构的结构 图15.1.1是ROM的结构框图。 15.1 只只 读读 存存 储储 器器 第15章 半导体存储器图15.1.1 ROM的结构框图第15章 半导体存储器15.1.2 ROM的工作原理的工作原理下面以图15.1.2所示的二极管存储器为例来说明ROM的工作原理。 图15.1.2 二极管ROM电路第15章 半导体存储器1. 存储矩阵存储矩阵 图15.1.2中的存储矩阵有4条字线和4条位线，共有1
2、6个交叉点(注意，不是结点)，每个交叉点都可看做一个存储单元。 2. 地址译码器地址译码器在图15.1.2中，是4个二极管“与”门组成了地址译码器，两位地址代码A1、 A0能指定4个不同的地址。根据译码电路的逻辑关系(图中的4个二极管“与”门)，地址译码器输出的4个地址的逻辑式分别为第15章 半导体存储器地址译码器具有如下特点:(1) N取1译码。4个地址的存储内容列于表15.1.1中。 表表15.1.1 图图15.1.2中中ROM的存储内容的存储内容 第15章 半导体存储器(2) 最小项译码。图15.1.2所示的ROM电路可以画成图15.1.3所示的简化电路，有二极管的存储单元用一黑点表示，
3、这样就使ROM地址译码器和存储矩阵之间的逻辑关系变得十分简洁而直观。 第15章 半导体存储器图15.1.3 简化的ROM存储矩阵阵列图第15章 半导体存储器15.1.3 可编程只读存储器可编程只读存储器 1. PROM 图15.1.4是熔丝型PROM存储单元的原理图，它由一只三极管和串在发射极的快速熔断丝组成。 图15.1.5是一个168位PROM的结构原理图。 2. 可擦除可编程只读存储器可擦除可编程只读存储器(EPROM) 由于可擦除可编程ROM(EPROM)中存储的数据可以擦除重写，因而在需要经常修改ROM内容的场合它便成为一种比较理想的器件。 第15章 半导体存储器图15.1.4 熔丝
4、型PROM存储单元第15章 半导体存储器图15.1.5 熔丝型PROM的结构原理图第15章 半导体存储器15.2.1 RAM的结构和工作原理的结构和工作原理RAM的结构框图如图15.2.1所示。1. 存储矩阵存储矩阵 2. 地址译码器地址译码器 3. 读读/写控制电路写控制电路 4. 片选控制片选控制 15.2 随机存储器随机存储器RAM 第15章 半导体存储器图15.2.1 RAM的结构框图第15章 半导体存储器15.2.2 静态存储单元静态存储单元 1. RAM的结构和工作原理的结构和工作原理以2114静态RAM为例，其外引线排列如图15.2.2所示。 图15.2.2 2114静态RAM的
5、外引线排列图第15章 半导体存储器图15.2.3是2114静态RAM的结构框图。 图15.2.3 2114静态RAM的结构框图第15章 半导体存储器2. RAM位数的扩展位数的扩展图15.2.4是由八片RAM 1024组成的存储器位数扩展电路，八片RAM的I/O分别作为八位数据输入/输出端，构成1024字8位的RAM存储器。 图15.2.4 RAM 1024位数扩展第15章 半导体存储器表15.3.1是一个ROM的数据表。 15.3 用存储器实现组合逻辑函数用存储器实现组合逻辑函数 表表15.3.1 一个一个ROM数据表数据表 第15章 半导体存储器【例例15.3.1】 用ROM产生下列一组逻
6、辑函数，写出ROM中应存入的数据表。第15章 半导体存储器解解：将已知的逻辑函数化为最小项之和的标准形式，即 若将A、B、C、D依次接至ROM的地址输入端A3、A2、A1、A0，并按表15.3.2所示的数据写入ROM中，则在ROM的数据输出端D3、D2、D1、D0就得到了函数Y3、Y2、Y1、Y0，如图15.3.1所示。第15章 半导体存储器表表15.3.2 ROM数据表数据表 第15章 半导体存储器图15.3.1 由ROM构成的全加器第15章 半导体存储器半导体存储器是一种能存储大量数据或信息的半导体器件。由于要求存储的数据量往往很大，而器件的引脚数目不可能无限制地增加，因而不可能将每个存储
7、单元电路的输入和输出端都固定地各接到一个引脚上，故采用了按地址存放数据的方法，只有那些被输入地址代码指定的存储单元才能与输入/输出端接通，并进行读/写操作，存储器输入/输出端是公用的。为此，存储器的电路结构中必须包含地址译码器、存储矩阵和输入/输出电路(或读/写控制电路)这三个组成部分。本章小结本章小结 第15章 半导体存储器半导体存储器有许多不同的类型。从读、写的功能上可分成只读存储器(ROM)和随机存储器(RAM)两大类； 根据存储单元电路结构和工作原理的不同，又将ROM分为掩膜ROM、PROM、EPROM、 E2PROM等几种类型;将RAM分为静态RAM和动态RAM两类。掌握各种类型半导
8、体存储器在电路结构和性能上的不同特点，将为我们合理选用这些器件提供理论依据。第15章 半导体存储器 当一片存储器芯片的存储量不够用时，可以将多片存储器芯片组合起来，构成一个更大容量的存储器。当每片存储器的字数够用而每个字的位数不够用时，应采用位扩展的连接方式;当每片的字数不够用而每个字的位数够用时，应采用字扩展的连接方式;当每片的字数和位数都不够用时，则需同时采用位扩展和字扩展的连接方式。存储器的应用领域极为广阔，凡是需要记录数据或各种信息的场合都离不开它。尤其在电子计算机中，存储器是必不可少的一个重要组成部分。此外，还可以用存储器来设计组合逻辑电路。只要将地址输入作为输入逻辑变量，将数据输出
9、端作为函数输出端，并根据要产生的逻辑函数写入相应的数据，就能得到所需要的组合逻辑电路了。第15章 半导体存储器除了一般常见的ROM、 RAM以外，有些场合也要用到一些特殊的存储器，例如根据移位寄存器工作原理构成的串行存储器，还有其他一些特殊类型的存储器，在此就不一一介绍了。学习完本章后应达到下列要求：(1) 掌握半导体存储器的分类和工作原理；(2) 掌握半导体存储器容量扩展的方法；(3) 掌握用存储器设计组合逻辑电路的方法。 第15章 半导体存储器15.1 在用ROM产生一组多输出组合逻辑函数时，如果ROM的地址输入端数目大于输入逻辑变量数，ROM的数据输出端数目大于函数输出端数目，则应如何处
10、理这些多余的地址输入端和数据输出端?15.2 只读存储器(ROM)是由哪两个主要部分构成的? 它们的主要作用是什么?15.3 ROM的存储矩阵是如何构成的？ 怎样表示它的存储容量?习习 题题 第15章 半导体存储器15.4 ROM的地址译码器为什么又称N取1译码器和最小项译码器?15.5 ROM为什么只能随时读出信息而不能随时写入信息? 15.6 随机存取存储器(RAM)是由哪些主要部分构成的? 它的读/写控制端和片选控制端各起什么作用?15.7 以2114静态RAM为例说明如何扩展其位数和字数。15.8 试比较ROM和RAM的基本结构及主要功能的异同。15.9 试使用10244位的RAM芯片组合成一个40968位的存储器。15.10 设计一个代码转换电路，将8421码转换为余3循环码。
