武汉大学数电课件第八章 半导体存储器.ppt

大规模集成电路 在一块硅半导体的基片上集成了1000个以上的元件(等效100门)的集成电路. 分类:从应用的角度分: 通用型:存贮器MEMORY．微处理器CPU．单片计算机MCU。 专用型：针对特殊用途而专门设计的ASIC。 从电路结构分： TTL：双极型，I2L； MOS：单极型，NMOS，CMOS 存贮器 在计算机中用来存放数据．指令．中间结果及各种资料的存贮装置。 存贮器容量：把存贮的二进制位数的总数称为其容量。 容量＝字数＊字长 分类：工作方式： (1) 只读存储器( ROM ) (2) 读写存储器( RAM ) 存贮方式： 内存贮器 外存贮器 存贮器：对存贮器的要求 容量大 速度快 功耗小 可靠性高 集成度高 §8.2 只读存储器( ROM ) 特点：信息只能读出，不能写入 分类：从电路结构：二极管ROM，双极型ROM， 单极型ROM 从编程方式：固定ROM，可编程ROM（PROM），可擦可编ROM，EPROM,PAROM ROM功能及结构 地址译码器：选择所需要的单元：寻址 存贮阵列：由很多重复排列的结构完全相同的存贮单元构成，每一个存贮单元存贮一位二进制数据，存贮单元的数目决定了存贮器的容量。 ROM的基本结构 它由二极管构成（NMOS） 它是一个4（字）＊4（位）的存贮器。 ROM阵列结构 在存贮矩阵中，字线W与位线D的交叉处，若有二极管，则存贮的内容为1，无二极管则存贮的信号为0。 ROM的阵列结构由两部分构成： 与阵列：表示字线W和地址码AiAj之间的逻辑关系，水平表示地址码，垂直线表示字线，在图中用圆点来表示与逻辑关系。 或阵列：表示位线和字线之间的或逻辑关系，在图中用圆点来表示。水平线表示位线D，垂直线表示字线W 可编程逻辑阵列（PLA） 对译码矩阵和存贮矩阵都能进行编程的逻辑电路 特点：能提高器件的利用率，节省硅片面积。 能实现各种组合逻辑函数和时序逻辑函数 可编程逻辑阵列（PLA） 应用：用PLA来实现组合逻辑函数：F1＝?m（3，4，6，7）F2= ?m(0,2,3,4,7) 设计步骤： 对F1．F2进行化简（图形法）。 得到F1＝AC＋BC F2＝BC＋BC＋AB 根据化简后的F1和F2的与项和或项进行编程 应用：用PLA来实现组合逻辑函数：F1＝?m（3，4，6，7）F2= ?m(0,2,3,4,7) RAM结构 8.3.3 RAM组件及其连接 常用RAM组件的类型很多，以下介绍 两种：RAM2114和RAM6116。 RAM2114共有10根地址线，4根数据线。 故其容量为：1024字×4位（又称为1K ×4） RAM6116的容量为：2048字×8位 （又称为2K ×8） RAM2114、2116的管脚图 1 2 3 4 5 6 7 8 9 18 17 16 15 14 13 12 11 10 A2 A1 A0 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 CS GND VCC D3 D2 D1 D0 R / W RAM 2114 管脚图 2 3 4 5 6 7 8 9 10 23 22 21 20 19 18 17 16 15 A0 A1 D0 A3 A4 A5 A6 A9 A10 CS GND VCC D3 D2 D1 D4 RAM 6116 管脚图 A2 A7 1 11 12 14 13 24 A8 D5 D6 D7 RD WR D7 A9 A0 R/W CS D1 D3 D2 D0 A9 A0 R/W CS D1 D3 D2 D0 . . . . . . D6 D5 D4 D1 D3 D2 D0 . . . CS R/W A0 A9 2114 (1) 2114 (2) 用两片2114 将位数由 4位扩展到 8位 RAM容量的扩展 1. 位数的扩展：把各片对应的地址线连接在一起，数据线并列使用即可。接线如下图： 2. 字数的扩展： 各片RAM对应的数据线联接在一起； 低位地址线也并联接起来，而高位的地址线，首先通过译码器译码，然后将其输出按高低位接至各片的选片控制端。 如用2114接成4096字×4位的存储器时，需要4个2114组件，共12根地址线。连接时，将各片中的低位地址A0---A9对应相连；而高位地址A10、A11经2-4译码，按高低位控制4片2114的CS端。见下图： CS R/W A9 A0 D2 D1 D0 D3 CS R/W A9 A0 D2 D1 D0 D3 CS R/W A9 A0 D2 D1 D0 D3 CS R/W A9 A0 D2 D1 D0 D3 2 4 译码器