第8章存儲(chǔ)器與可編程器件hwwppt課件

1、第八章第八章 存儲(chǔ)器與可編程器件存儲(chǔ)器與可編程器件杭州電子科技大學(xué)電子信息學(xué)院杭州電子科技大學(xué)電子信息學(xué)院 教材原著：教材原著：數(shù)字電路數(shù)字電路 龔之春龔之春 編著編著8-1 概概 述述一一. .半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的特點(diǎn)及分類半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的特點(diǎn)及分類 體積小，集成度高等體積小，集成度高等2.2.分類：分類：按制造工藝按制造工藝按存儲(chǔ)原理按存儲(chǔ)原理雙極型雙極型MOSMOS型型靜態(tài)：存儲(chǔ)單元是觸發(fā)器靜態(tài)：存儲(chǔ)單元是觸發(fā)器動(dòng)態(tài)：電容存儲(chǔ)信息動(dòng)態(tài)：電容存儲(chǔ)信息1.1.特點(diǎn)：特點(diǎn)：二二. . 存儲(chǔ)器的技術(shù)指標(biāo)存儲(chǔ)器的技術(shù)指標(biāo)存儲(chǔ)容量存儲(chǔ)容量= n = n 字字( (單元數(shù)單元數(shù)) ) m m 位位（n n個(gè)單

2、元個(gè)單元m m位的二進(jìn)制信息）位的二進(jìn)制信息） 1K=1024 Byte(1K=1024 Byte(字節(jié)字節(jié)) ) 1M=1024 K 1M=1024 K 1G =1024 M 1G =1024 M計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)單元稱為字節(jié)。計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)單元稱為字節(jié)。這里的存儲(chǔ)單元指存放一位這里的存儲(chǔ)單元指存放一位0 0，1 1的物理器件的物理器件1.1.存儲(chǔ)容量：?jiǎn)挝晃?、字?jié)、字）存儲(chǔ)容量：?jiǎn)挝晃?、字?jié)、字）存儲(chǔ)容量是存儲(chǔ)容量是 ROM ROM 的主要技術(shù)指標(biāo)之一，的主要技術(shù)指標(biāo)之一，它一般用存儲(chǔ)字?jǐn)?shù)：它一般用存儲(chǔ)字?jǐn)?shù)：2N 2N 輸出位數(shù)：輸出位數(shù)：m m 來表示來表示( ( 其中其中N N為存儲(chǔ)器的地址線

3、數(shù)為存儲(chǔ)器的地址線數(shù) ) )。2 2 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器隨機(jī)存取存儲(chǔ)器( RAM )( RAM )讀寫存儲(chǔ)器又稱隨機(jī)存儲(chǔ)器。讀寫存儲(chǔ)器又稱隨機(jī)存儲(chǔ)器。特點(diǎn)：在工作過程中，既可從存儲(chǔ)器的任意單元讀出特點(diǎn)：在工作過程中，既可從存儲(chǔ)器的任意單元讀出信息，又可以把外界信息寫入任意單元，因此它被稱信息，又可以把外界信息寫入任意單元，因此它被稱為隨機(jī)存儲(chǔ)器，簡(jiǎn)稱為隨機(jī)存儲(chǔ)器，簡(jiǎn)稱 RAM RAM 。Random Access Memory.RAM RAM 按功能可分為按功能可分為 靜態(tài)、動(dòng)態(tài)兩類；靜態(tài)、動(dòng)態(tài)兩類；RAM RAM 按所用器件又可分為雙極型和按所用器件又可分為雙極型和 MOSMOS型兩種。型兩種。

4、2.1 2.1 靜態(tài)靜態(tài)RAMRAMSRAMSRAM）可隨意讀寫數(shù)據(jù)可隨意讀寫數(shù)據(jù)2.2 SRAM 2.2 SRAM 讀寫時(shí)序讀寫時(shí)序1 1、寫、寫2 2、讀、讀2.3 2.3 動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)RAMRAM電容存儲(chǔ)電荷電容存儲(chǔ)電荷刷新刷新特點(diǎn)：特點(diǎn)：存儲(chǔ)容量大存儲(chǔ)容量大功耗大功耗大需要刷新電路需要刷新電路2.3 2.3 動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)RAMRAM3 3 只讀存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器( ROM )( ROM ) 只讀存儲(chǔ)器在工作時(shí)其存儲(chǔ)內(nèi)容是固定不變的，因而，只讀存儲(chǔ)器在工作時(shí)其存儲(chǔ)內(nèi)容是固定不變的，因而，只能讀出，不能隨時(shí)寫入，所以稱為只讀存儲(chǔ)器。只能讀出，不能隨時(shí)寫入，所以稱為只讀存儲(chǔ)器。Read Only Me

5、mory.腌膜腌膜 ROM ROM ： MROM MROM 可編程可編程ROMROM：PROM OTPPROM OTP紫外線可擦寫可編程：紫外線可擦寫可編程：EPROMEPROM電可擦除可編程：電可擦除可編程：EEPROM (E2PROM)EEPROM (E2PROM)閃爍存儲(chǔ)器：閃爍存儲(chǔ)器： FLASH ROMFLASH ROM串行電可擦除可編程：串行電可擦除可編程：SE2PROMSE2PROM3.1 3.1 固定固定 ROMROM結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) ROM ROM主要由地址譯碼器、存儲(chǔ)矩陣和輸出及控制電路三主要由地址譯碼器、存儲(chǔ)矩陣和輸出及控制電路三部分組成。部分組成。腌膜腌膜 ROMROM結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)

6、位線輸出為：位線輸出為：發(fā)射極和位線連通者為存發(fā)射極和位線連通者為存1 1 否則存否則存0 0柵極和字線相連的單元相當(dāng)于存柵極和字線相連的單元相當(dāng)于存0 0而斷開的單元為存而斷開的單元為存1 1但位線信號(hào)經(jīng)反相放大后輸出，但位線信號(hào)經(jīng)反相放大后輸出，故掩模圖案與前面相當(dāng)故掩模圖案與前面相當(dāng)腌膜腌膜 ROMROM符號(hào)、時(shí)序符號(hào)、時(shí)序3.2 3.2 可編程可編程 PROMPROM出廠時(shí)熔絲全部完好，相當(dāng)于存數(shù)為全出廠時(shí)熔絲全部完好，相當(dāng)于存數(shù)為全1 10有效有效1有效有效PROMPROM編程舉例：編程舉例：燒程序燒程序該位存數(shù)該位存數(shù)為為1 1該位存數(shù)該位存數(shù)為為0 0按照編程表中各位數(shù)據(jù)按照編程

7、表中各位數(shù)據(jù)d3d3d0, d0, 將它們加到將它們加到PROMPROM的各位的輸?shù)母魑坏妮敵龆?，加入編程脈沖出端，加入編程脈沖 （R/WR/W0 0），寫入數(shù)據(jù)），寫入數(shù)據(jù)dndn，使相連的，使相連的熔絲燒斷或保留熔絲燒斷或保留3.33.3可擦可編程只讀存儲(chǔ)器可擦可編程只讀存儲(chǔ)器EPROMEPROM PROM PROM 中的內(nèi)容只能寫一次，有時(shí)仍嫌不方便，于是又中的內(nèi)容只能寫一次，有時(shí)仍嫌不方便，于是又發(fā)展了一種可以改寫多次的發(fā)展了一種可以改寫多次的 ROMROM，簡(jiǎn)稱，簡(jiǎn)稱 EPROMEPROM。它所存儲(chǔ)的。它所存儲(chǔ)的信息可以用紫外線或信息可以用紫外線或 X X 射線照射檫去，然后又可以重

8、新編射線照射檫去，然后又可以重新編制信息。制信息。4 4 存儲(chǔ)器擴(kuò)展存儲(chǔ)器擴(kuò)展4.1 4.1 位擴(kuò)展：位擴(kuò)展：RAMRAM擴(kuò)展擴(kuò)展地址線并聯(lián)；讀寫片選線并聯(lián)；數(shù)據(jù)線分組和數(shù)據(jù)總線相連。地址線并聯(lián)；讀寫片選線并聯(lián)；數(shù)據(jù)線分組和數(shù)據(jù)總線相連。4.2 4.2 字?jǐn)U展：字?jǐn)U展：方法：芯片上地址線并聯(lián)；數(shù)據(jù)線并聯(lián)；讀寫線并聯(lián)；方法：芯片上地址線并聯(lián)；數(shù)據(jù)線并聯(lián)；讀寫線并聯(lián)； 擴(kuò)展地址線經(jīng)譯碼器譯碼后分接各個(gè)片選。擴(kuò)展地址線經(jīng)譯碼器譯碼后分接各個(gè)片選。2 2片擴(kuò)展：片擴(kuò)展： 非門非門(1/2)(1/2)4 4片：片： 2/42/4譯碼器譯碼器8 8片：片： 3/83/8譯碼譯碼器器1616片：片： 4/1

9、64/16譯碼器譯碼器片選譯碼器片選譯碼器4.3 4.3 混合擴(kuò)展：混合擴(kuò)展：例例8 81 1 試將容量為試將容量為2562564 4位的位的SRAMSRAM，型號(hào)為，型號(hào)為AM9122AM9122，擴(kuò)展成，擴(kuò)展成 5125128 8位的位的RAMRAM組合。組合。25625628285125122929地址線增加地址線增加1 1條條數(shù)據(jù)線增加數(shù)據(jù)線增加4 4條條ROMROM的擴(kuò)展的擴(kuò)展1K1K* *8 82K2K* *1616）字與位都進(jìn)行了擴(kuò)展字與位都進(jìn)行了擴(kuò)展例例8-2 8-2 試將容量為試將容量為1K1K 8 8位的位的PROMPROM28L85A28L85A編程為編程為8K8K 1

10、1 位的位的ROMROM，畫出必要的連線圖，注明地址碼的安排。，畫出必要的連線圖，注明地址碼的安排。ROMROM的應(yīng)用的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)，以及存儲(chǔ)數(shù)學(xué)函數(shù)表或某種操作程序?qū)崿F(xiàn)組合邏輯函數(shù)，以及存儲(chǔ)數(shù)學(xué)函數(shù)表或某種操作程序兩線兩線固定固定連接連接例例8-3 8-3 試用試用PROMPROM實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)8 8位位B B碼至碼至BCDBCD碼的轉(zhuǎn)換。碼的轉(zhuǎn)換。例例8-4 8-4 試用容量為試用容量為2K2K 8 8位的位的PROMPROM，構(gòu)成字長(zhǎng)，構(gòu)成字長(zhǎng)1414位的數(shù)據(jù)產(chǎn)生位的數(shù)據(jù)產(chǎn)生可控的奇可控的奇/ /偶校驗(yàn)碼，要求畫出連線圖，說明工作原理。偶校驗(yàn)碼，要求畫出連線圖，說明工作原理。1111根

11、根3 3根根0d0d01d0當(dāng)當(dāng)d14=0d14=0時(shí)，最終輸出奇校驗(yàn)位時(shí)，最終輸出奇校驗(yàn)位當(dāng)當(dāng)d14=1d14=1時(shí)，最終輸出偶校驗(yàn)位時(shí)，最終輸出偶校驗(yàn)位一個(gè)容量為一個(gè)容量為64K64K1616位的位的EPROMEPROM，可以存儲(chǔ)漢字，可以存儲(chǔ)漢字40964096個(gè)，個(gè)，而地址碼需而地址碼需1616位，輸出數(shù)據(jù)線需位，輸出數(shù)據(jù)線需1616條條8-4 8-4 可編程邏輯陣列可編程邏輯陣列PLAPLA）一、概述一、概述PLDPLD中的連接及與、或運(yùn)算符號(hào)中的連接及與、或運(yùn)算符號(hào)內(nèi)部存儲(chǔ)單元的三種連接方式：固定、擦除及編程內(nèi)部存儲(chǔ)單元的三種連接方式：固定、擦除及編程缺?。褐搁T的輸出固定為缺省：指

12、門的輸出固定為0 0門的輸出固定為門的輸出固定為0 0有互補(bǔ)輸入有互補(bǔ)輸入二、二、PLAPLA的工作原理及應(yīng)用的工作原理及應(yīng)用PLAPLA的結(jié)構(gòu)從的結(jié)構(gòu)從PROMPROM派生來的，它包含與及或兩個(gè)都可編程派生來的，它包含與及或兩個(gè)都可編程的陣列的陣列4 46 63PLA3PLA4 4個(gè)輸入變量個(gè)輸入變量6 6個(gè)乘積項(xiàng)個(gè)乘積項(xiàng)3 3個(gè)與或式個(gè)與或式邏輯函數(shù)邏輯函數(shù)例例8-5 8-5 試用試用PALPAL實(shí)現(xiàn)下列四變量的多輸出函數(shù)，畫出實(shí)現(xiàn)下列四變量的多輸出函數(shù)，畫出PLAPLA編程編程簡(jiǎn)圖。簡(jiǎn)圖。解：解： 通過卡諾圖圈通過卡諾圖圈1 1法化簡(jiǎn)得到：法化簡(jiǎn)得到：則上式為：則上式為：故可選用故可選用4 46 63 3的的PLAPLA，得：，得：圖中省去了與門和或圖中省去了與門和或門，使編程圖更為簡(jiǎn)門，使編程圖更為簡(jiǎn)明明例例8-6 8-6 試用適當(dāng)?shù)脑囉眠m當(dāng)?shù)腜LAPLA和觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)一可變模分頻器，當(dāng)控制變和觸發(fā)器