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1、第七章 半導體存儲器,半導體存儲器分類,RAM特點：工作中，可隨機對存儲器的任意單元進行讀、寫。,按功能 分：RAM 可分為 靜態(tài)、動態(tài)兩類；,按所用器件分：可分為雙極型和 MOS型兩種。,7.1 隨機讀寫存儲器( RAM ),按讀寫方式分：可分為單口形和雙口型兩種。,靜態(tài)：數(shù)據(jù)寫入后，不掉電數(shù)據(jù)不會丟； 動態(tài)：指數(shù)據(jù)寫入后，要定時刷新，否則不掉電數(shù)據(jù)也會丟失。,單口形：不能同時讀、寫；雙口型：能同時讀、寫。,隨機存取存儲器簡稱RAM，也叫做讀/寫存儲器， 既能方便地讀出所存數(shù)據(jù)，又能隨時寫入新的數(shù)據(jù)。 RAM的缺點是數(shù)據(jù)的易失性，即一旦掉電，所存的數(shù)據(jù)全部丟失。,,7.1.1 靜態(tài)基
2、本存儲單元,六管存 儲單元,,,1、靜態(tài)RAM存儲單元,（1）寫操作,Xi=1有效，T5，T6開通；Yj 有效T7，T8開通。數(shù)據(jù)(D=1)被寫入存儲單元。,（2）讀操作,Xi有效，T5，T6開通；Yj 有效T7，T8開通。數(shù)據(jù)(Q=1)從存儲單元讀出。,Q,原存儲 Q=0,,,,,,,,,,,,,,,,T,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,存儲單元,,寫操作:X=1 =0,T導通，電容器C與位線B連通,輸入緩沖器被選通，數(shù)據(jù)DI經(jīng)緩沖器和位線寫入存儲單元,如果DI為1，則向電容器充電，C存1;反之電容器放電,C存0 。,2 動態(tài)隨機存
3、取存儲器(DRAM),讀操作:X=1 =1,T導通，電容器C與位線B連通,輸出緩沖器/靈敏放大器被選通，C中存儲的數(shù)據(jù)通過位線和緩沖器輸出,每次讀出后，必須及時對讀出單元刷新，即此時刷新控制R也為高電平，則讀出的數(shù)據(jù)又經(jīng)刷新緩沖器和位線對電容器C進行刷新。,輸出緩沖器/靈敏放大器,3、RAM結構示意圖,存儲器容量： 32行32列矩陣,2564 （字數(shù)）（位數(shù)）,256個字，寬度4位的陣需：32根行線、8根列線。,,,,（1） 存儲矩陣,,隨機存取存儲器RAM,當Xi和Yj有效時，一個字的四個存儲單元被選中。,A7A0=00011111時，選中哪個單元?,256個字需要8根地址線A7A0即可
4、全部尋址。,（2）地址譯碼,25=32,23=8,1 1 1 1 1,,,,0 0 0,字線,位線,31，0, ,2） =0時，芯片被選中。R/W=1時， G5輸出“1” ，G3導通； G4輸出“0”， G1、G2高阻態(tài)截止，讀操作；,（3）片選與讀寫控制電路,1） =1時， G4， G5輸出為“0”，三態(tài)門G1，G2，G3均為高阻態(tài)，芯片未選中，不能進行讀或寫操作。,3） =0時，R/W=0， G4輸出“1”， G1、G2導通；G5輸出“0” ，G3高阻態(tài)，寫操作。,,7.1.2 RAM的擴展位擴展和字擴展,1. 位擴展,例 試用10241位的RAM擴展成10248的存儲器。,
5、分析：（1）需要10241的RAM多少片。,尋址范圍：,00 0000 0000 11 1111 1111 (000H3FFH),2. 字擴展,例 試用2564RAM擴展成10244存儲器。,解： 需用的2564RAM芯片數(shù)為：,用2564RAM組成10244存儲器,3、全擴展：字數(shù)加倍，位數(shù)也加倍的擴展方式。 例：將4K4的RAM擴展為16K8的存儲系統(tǒng)。,片選地址線數(shù)=1412=2,數(shù)據(jù)線數(shù)=位線數(shù)=8,8個芯片構成4組，每組2片。數(shù)據(jù)線D0D7、片內(nèi)地址線A0A11，片選地址線A12 ,A13需2/4線譯碼器來譯碼。,7.2 只讀存儲器( ROM ),,7.2.1 ROM的基本結構及工
6、作原理,ROM主要由地址譯碼器、存儲矩陣和輸出電路三部分組成。,（1）二極管構成的ROM電路如下：,只讀存儲器因工作時其內(nèi)容只能讀出而得名，常用于存儲數(shù)字系統(tǒng)及計算機中不需改寫的數(shù)據(jù)，例如數(shù)據(jù)轉換表及計算機操作系統(tǒng)程序等。ROM(ReadOnly Memory)存儲的數(shù)據(jù)不會因斷電而消失，即具有非易失性。,（2）MOS 管的ROM 矩陣,矩陣中，字線和位線間有 MOS 管的單元，存儲 “0”；無 MOS 管的，存儲 “1”。,以上兩種稱為掩膜ROM，其存儲矩陣中的內(nèi)容在出廠時已被固定，用戶不能修改。,（3） PROM,將熔絲燒斷，字線、位線在此交叉，該單元變成“0”。,PROM是一種可編程序的
7、 ROM ，采用熔絲結構，只給用戶一次編程機會。在出廠時全部存儲 “1”，用戶可根據(jù)需要將某些單元改寫為 “0” 。,（5） EPROM 是可以改寫多次，存儲的信息可以用紫外線照射擦除，然后又可以重新編制信息的ROM 。,（6） EEPROM，F(xiàn)lash ROM是可以在線，電可擦除和編程的ROM 。有并行和串行兩種。,7.2.2 ROM的應用舉例,1.波形發(fā)生器,數(shù)學運算是數(shù)控裝置和數(shù)字系統(tǒng)中需要經(jīng)常進行的操作，如果事先把要用到的基本函數(shù)變量在一定范圍內(nèi)的取值和相應的函數(shù)取值列成表格，寫入只讀存儲器中，則在需要時只要給出規(guī)定“地址”就可以快速地得到相應的函數(shù)值。這種ROM，實際上已經(jīng)成為函數(shù)運
8、算表電路。,【例8.21】試用ROM構成能實現(xiàn)函數(shù)y=x2的運算表電路，x的取值范圍為015的正整數(shù)。 【解】（1）分析要求、設定變量 自變量x的取值范圍為015的正整數(shù)，對應的4位二進制正整數(shù)，用B=B3B2B1B0表示。根據(jù)y=x2的運算關系，可求出y的最大值是152225，可以用8位二進制數(shù)Y=Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y0表示。,2.作函數(shù)運算表電路,（2）列真值表函數(shù)運算表,Y7=m12+m13+m14+m15 Y6=m8+m9+m10+m11+m14+m15 Y5=m6+m7+m10+m11+m13+m15 Y4=m4+m5+m7+m9+m11+m12 Y3=m3+m5+m11+
9、m13 Y2=m2+m6+m10+m14 Y1=0 Y0= m1+m3+m5+m7+m9+m11+m13+m15,（3）寫標準與或表達式,（4）畫ROM存儲矩陣節(jié)點連接圖 為做圖方便，可將ROM矩陣中的二極管用節(jié)點表示。,圖8.25 例8.21 ROM存儲矩陣連接圖,當我們把ROM存儲矩陣做一個邏輯部件應用時，可將其用方框圖表示。,說明:在圖8.25所示電路中，字線W0W15分別與最小項m0m15一一對應，我們注意到作為地址譯碼器的與門陣列，其連接是固定的，它的任務是完成對輸入地址碼（變量）的譯碼工作，產(chǎn)生一個個具體的地址地址碼（變量）的全部最小項；而作為存儲矩陣的或門陣列是可編程的，各個交叉
10、點可編程點的狀態(tài)，也就是存儲矩陣中的內(nèi)容，可由用戶編程決定。,從ROM的邏輯結構示意圖可知，只讀存儲器的基本部分是與門陣列和或門陣列，與門陣列實現(xiàn)對輸入變量的譯碼，產(chǎn)生變量的全部最小項，或門陣列完成有關最小項的或運算，因此從理論上講，利用ROM可以實現(xiàn)任何組合邏輯函數(shù)。,,,,2實現(xiàn)任意組合邏輯函數(shù),【例8.22】試用ROM實現(xiàn)下列函數(shù)：,1. 寫出各函數(shù)的標準與或表達式 按A、B、C、D順序排列變量，將Y1、Y2擴展成為 四變量邏輯函數(shù)。,【解】,2. 選用164位ROM，畫存儲矩陣連線圖,圖8.27 例8.22 ROM存儲矩陣連線圖,四常用的EPROM 舉例2764,標準28腳雙列直插EPROM 2764邏輯符號,Intel 2764 EPROM 的外形和引腳信號,（1）字長的擴展。（現(xiàn)有型號的EPROM，輸出多為8位。） 如圖所示是將兩片2764擴展成8k16位EPROM的連線圖。,五ROM容量的擴展,（2）字數(shù)擴展。,用8片2764擴展成64k8位EPROM,,
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