第七章 半导体存储器幻灯片.ppt

* 存储器、复杂可编程逻辑器 和现场可编程门阵列 7.1 只读存储器 7.2 随机存取存储器 7.3 复杂可编程逻辑器件 *7.4 现场可编程门阵列 *7.5 用EDA技术和可编程器件的设计例题 教学基本要求： 掌握半导体存储器字、位、存储容量、地址等基本概念。 掌握RAM、ROM的工作原理及典型应用。 了解存储器的存储单元的组成及工作原理。 概 述 半导体存贮器能存放大量二值信息的半导体器件。 可编程逻辑器件是一种通用器件，其逻辑功能是由用户通过对器件的编程来设定的。它具有集成度高、结构灵活、处理速度快、可靠性高等优点。 存储器的主要性能指标 取快速度——存储时间短 存储数据量大——存储容量大 7.1 只读存储器 7.1 .1 ROM的 定义与基本结构 7.1.2 两维译码 7.1.3 可编程ROM 7.1.4 集成电路ROM 7.1.5 ROM的读操作与时序图 7.1.6 ROM的应用举例 存储器 RAM (Random-Access Memory) ROM (Read-Only Memory) RAM(随机存取存储器): 在运行状态可以随时进行读或写操作。 存储的数据必须有电源供应才能保存, 一旦掉电, 数据全部丢失。 ROM(只读存储器)：在正常工作状态只能读出信息。 断电后信息不会丢失，常用于存放固定信息（如程序、常数等）。 固定ROM 可编程ROM PROM EPROM E2PROM SRAM (Static RAM)：静态RAM DRAM (Dynamic RAM)：动态RAM 7.1 只读存储器 几个基本概念： 存储容量（M)：存储二值信息的总量。 字数：字的总量。 字长（位数）：表示一个信息多位二进制码称为一个字， 字的位数称为字长。 存储容量（M)＝字数×位数 地址：每个字的编号。 字数=2n （n为存储器外部地址线的线数） 只读存储器，工作时内容只能读出，不能随时写入，所以称为只读存储器。(Read-Only Memory) ROM的分类 按写入情况划分 固定ROM 可编程ROM PROM EPROM E2PROM 按存贮单元中器件划分 二极管ROM 三极管ROM MOS管ROM 7.1 .1 ROM的 定义与基本结构 存储矩阵 地址译码器 地址输入 7.1.1 ROM的定义与基本结构 数据输出 控制信号输入 输出控制电路 地址译码器 存储矩阵 输出控制电路 例如：容量为256×1 的存储器 地址译码器 8根列地址选择线 32根行地址选择线 32 ×8 =256个存储单元 译码方式 单译码 双译码 ---n位地址构成 2n 条地址线。若n=10，则有1024条地址线 --- 将地址分成两部分，分别由行译码器和列译码器共同译码 其输出为存储矩阵的行列选择线，由它们共同确定欲选择 的地址单元。 若给出地址A7-A0=001 00001，将选中哪个存储单元读/写？ 若容量为256×4 的存储器，有256个字，8根地址线A7-A0，但其数据线有4根，每字4位。 8根列地址选择线 32根行地址选择线 1024个存储单元 若给出地址A7-A0 = 000 11111，哪个单元的内容可读/写？ 1）ROM（二极管PROM）结构示意图 存储 矩阵 位线 字线 输出控制电路 M=4?4 地址译码器 字线与位线的交点都是一个 存储单元。交点处有二极管 相当存1，无二极管相当存0 当OE=1时输出为高阻状态 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 地 址 A1 A0 D3 D2 D1 D0 内 容 当OE=0时 字线 存储 矩阵 字线与位线的交点都是一个存储单元。 交点处有MOS管相当存0，无MOS管相当存1。 7.1.2 两维译码 该存储器的容量=? 以上两种称为掩膜ROM，其存储矩阵中的内容在出厂时已被固定，用户不能修改。 PROM 字线 位线 熔断丝 将熔丝烧断，字线、位线在此交叉，该单元变成“0”。 PROM是一种可编程序的 ROM ，采用熔丝结构，只给用户一次编程机会。在出厂时全部存储 “1”，用户可根据需要将某些单元改写为 “0” 。 7.1.4 集成电路ROM AT27C010， 128K′8位ROM 数据输出 VPP Ai 1 0 0 编程校验 数据输入 VPP Ai 0 1 0 快速编程 高阻 X Ai X X 1 等待 高阻 X X X 1 X