《数字电路与系统何艳第九章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数字电路与系统何艳第九章（42页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第9章 半导体存储器 一、半导体存储器概念2.存取速度三、分类 二、重要指标 1.按存取方式分类9/2/20241第一节 只读存储器（ROM） 2.按使用器件类型来分一. ROM的分类1.按存储内容写入方式来分四、ROM的逻辑关系二.ROM的结构三.ROM的工作原理2.阵列图9/2/20242五、ROM的应用六、固定ROM(MROM) 1.实现组合逻辑函数2.字符发生器(1)UVEPROM七、可编辑只读存储器(PROM)八、可改写可编程只读存储器(EPROM)(2)E2PROM(3)Flash Memory9/2/20243第二节 随机存储器(RAM) 一、静态RAM(SRAM)二、存储容量的
2、扩展 2.字扩展三、动态RAM(DRAM)9/2/20244第9章 半导体存储器 一、半导体存储器概念： 2.存取速度二、重要指标 三、分类 1.存储量：字数 N 位数 M如1K容量通常指10248bit高速RAM的存取时间10ns、8ns、7ns、6ns9/2/202451.按存取方式分类：串行存储器(SAM):SequentialAccessMemory只读存储器(ROM):ReadOnlyMemory随机存储器(RAM):RandomAccessMemoryFIFO型例：前述的单向移位寄存器FILO型例：前述的双向移位寄存器9/2/20246第一节 只读存储器（ROM） 一. ROM的分
3、类：1.按存储内容写入方式来分：固定ROM(MROM)可擦可编程ROM(EPROM)可编程ROM(PROM）UVEPROME2PROMFLASHMEMORY9/2/202472.按使用器件类型来分二极管ROMMOS型三极管ROM双极型三极管ROM二.ROM的结构：地址译码器、存储单元矩阵、输出电路9/2/20248存储矩阵存储矩阵MN输出电路输出电路 b0 b1b N-1 D0 D1 D N-1地地址址译译码码器器W0A0图9.1.1 ROM的结构框图W1WM-1A1AK9/2/20249结论：存1，字线W和位线b间接二极管；存0，字线W和位线b间不接二极管。三.ROM的工作原理9/2/202
4、41011D3D2D11D0驱动器驱动器输出电路输出电路存存储储矩矩阵阵地地址址译译码码器器b3b2b1b0字线字线 W0 W1 W2 W3111位线位线VCCA1A0图9.1.244位二极管ROM9/2/202411地址输入选中字线ROM输出A1A0D3D2D1D000W0101001W1111010W2010111W311019/2/202412四、ROM的逻辑关系： 译码器部分的输出变量和输入变量（包括原变量和反变量）构成“与”的关系。存储矩阵和输出电路部分的输出变量和存储矩阵的输入变量构成“或”的关系。2.进行ROM电路的分析和设计，常用阵列图来表示ROM的结构9/2/202413D0
5、D1A1A0图9.1.3ROM的阵列图A1A0W0W3W2W1D2D3与阵列或阵列9/2/202414“黑点”代表输入、输出间应具有的逻辑关系（“与”或者“或”）（在存储矩阵中，表示交叉处有二极管。）五、ROM的应用1.实现组合逻辑函数例例9.1.1 试用ROM实现如下组合逻辑函数。9/2/202415首先应将以上两个逻辑函数化成由最小项组成的标准“与-或”式,即解解:采用有3位地址码、2位数据输出的8字节2位ROM。将A、B、C3个变量分别接至地址输入端A2A1A0。按逻辑函数要求存入相应数据,即可在数据输出端D0、D1得到F1和F2,其9/2/202416ROM111(D1)(D0)F2F
6、1ABCROM阵列9/2/202417例例9.1.2 试用ROM设计一个8421BCD码7段显示译码器电路，其真值表如表9.1.2所示。解：解：由真值表可见，应取用输入地址为4位，输出数据为7位的16字节7位ROM。可根据真值表直接画出ROM的阵列图，而不需要列出逻辑式。9/2/202418Q3Q2Q1Q0abcdefg显示000000000010000110011111001000100102001100001103010010011004010101001005011001000006011100011117100000000008100100001009表9.1.28421BCD码7段显
7、示译码器电路的真值表9/2/202419（ ）与与阵阵列列译译码码器器abcdefg（Q0）（Q1）（Q2）（Q3）A0A1A2A3m0m15图9.1.10例9.1.2ROM阵列9/2/2024202.字符发生器地地址址译译码码器器D0A2A1A0输出缓冲器输出缓冲器D1D2D3D4图9.1.11 ROM显示矩阵结构图9/2/202421六、固定ROM(MROM:Mask ROM) 七、可编辑只读存储器(PROM:Programmable ROM)八、可改写可编程只读存储器(EPROM)(1)UVEPROM(UltravioletErasableProgrammableROM)9/2/2024
8、22字线字线WiVcc位线位线Yi熔丝熔丝图9.1.4PROM存储单元双极型晶体三极管9/2/202423存储单元用叠栅注入MOS管构成（SIMOS）写入：利用雪崩击穿；擦除：利用紫外线。字线字线Wi位线位线YiDSG图9.1.5UVEPROM存储单元MOS型晶体三极管选择栅浮置栅典型产品如：intel2716(2K8)、intel2732(4K8)。9/2/202424(2)E2PROM(Electrically-ErasableProgrammableROM)存储单元由一只普通的N沟道增强型MOS管，和一只Flotox管组成。写入、擦除：利用隧道效应。字线字线Wi位线位线YiT2T1G图9
9、.1.6E2PROM存储单元MOS型晶体三极管控制栅浮置栅典型产品如：intel2864(8K8)。9/2/202425(3) 快闪存储器(Flash Memory) 集中了UVEPROM和E2PROM的优点。写入时利用雪崩击穿； 擦除时利用隧道效应。字线字线Wi位线位线YiUSS图9.1.6E2PROM存储单元9/2/202426第二节 随机存储器(RAM) 根据存储单元的工作原理，可分SRAM （Static Random Access Memory）DRAM （Dynamic Random Access Memory ）一、静态RAM(SRAM)靠触发器的自保功能存储数据，一旦电源断开，
10、所存信息丢失。9/2/202427X0X1X2X3X31X30Y0Y1Y7列译码器行译码器A5A6A7A0A1A2A3A4R/W控制电路读/写R/W片选CSI/O图9.2.1RAM结构示意图9/2/202428与ROM相比，多了读/写(R/W)端。&R/WR/WI/OI/OCSDDENENENENENEN4G5G存储矩存储矩阵及地阵及地址译码址译码电路电路地址线图9.2.3片选与读/写控制电路9/2/202429二、存储容量的扩展 D0D1D2D3D4D5D6D7CSR/WAA09L0AW/RCS9A2114（I）数据输出数据输出CSR/WAA09L2114（）图9.2.62114芯片位扩展D
11、0D1D2D3D0D1D2D39/2/2024302.字扩展表9.2.1地址码与地址范围的关系A11A10选中片号 对应地址范围002114(1)01023012114(2)10242047102114(3)20483071112114(4)307240959/2/202431图9.2.72114芯片字扩展2-4译码器CSR/WAA09L2114（3）D0D1D2D3CSR/WAA09L2114（4）D0D1D2D3CSR/WAA09L2114（1）D0D1D2D3CSR/WAA09L2114（2）D0D1D2D3A10A11R/WA9 A0A11A10A11A10A11A10A11A10D3
12、 D09/2/202432试用1K4位2114RAM扩展一个4K8位的存储器。解：（1）确定芯片数：（2）确定地址线数D（3）用8片1K4位2114RAM芯片，经字位扩展构成的存储电路如图9.2.8所示。2D=4096，D=12。9/2/202433CSR/WAA09L2114（7）D0D3LCSR/WAA09L2114（5）D0D3LCSR/WAA09L2114（3）D0D3LCSR/WAA09L2114（1）D0D3LCSR/WAA09L2114（8）D0D3LCSR/WAA09L2114（6）D0D3LCSR/WAA09L2114（4）D0D3LCSR/WAA09L2114（2）D0D3
13、L2-4译码器A10A11R/WA9 A0D3 D0D7 D4Y3Y2Y1Y0图9.2.82114RAM的字位扩展9/2/202434三、动态RAM(DRAM)靠MOS管栅极电容或MOS电容的暂存电荷功能存储数据，由于电容的容量很小，且存在漏电流，需不断地进行刷新。字线Wi位线YiTCBCS图9.2.9单管MOS动态存储单元9/2/202435作业题9/2/202436主板BIOS，也称系统BIOS。目前电脑主板BIOS主要有Award BIOS、AMI BIOS和 Phoenix BIOS三种，包含加电自检程序POST（PowerOnSelfTest）、CMOSSetup程序和中断服务子程序
14、。486及以前电脑的BIOS使用EPROM芯片。9/2/202437内存主要是168线的SDRAM，在主板上提供168线DIMM内存插座，工作电压是3.3V。图1HYPC100内存条9/2/202438静态存储器（SRAM）的类型和特点CacheSRAM：用于CPU内部或外部(L1/L2)高速缓存。PBSRAM（PipelineBurstCacheSRAM）：主要用于在Socket7主板上的高速缓存。SRAM不能作为电脑的主存，只用于关键性的地方。9/2/202439CPUCache内存硬盘Buffer硬盘图1-1 CPU访问硬盘的过程高速缓存Cache和缓冲区Buffer主板上的 L2 Cache: 512 KB1 MB 硬盘上的Buffer : 64 KB2 MBCD-ROM 的Buffer : 64 KB512 KBCD-R、CD-RW的Buffer : 1 MB8 MB HP Laser jet 6P激光打印机Buffer : 2 MB9/2/202440CPU主频=外频倍频前沿总线FSB（Front Side Bus）是从CPU到芯片组之间的总线，该总线的工作频率称为前沿总线频率。CPU的外频就是主板提供的前沿总线频率。如P 800 MHz的设置为外频133 MHz，倍频为6。9/2/202441图7-19技嘉GA6VX7+主板各个部件的工作频率9/2/202442
