只讀存儲器原理

1、 只讀存儲器只讀存儲器（ROM）分類分類掩模掩模 ROM可編程可編程 ROM（PROM Programmable ROM）可擦除可編程可擦除可編程 ROM（EPROM Erasable PROM）說明說明: :掩模掩模 ROMPROM生產(chǎn)過程中在掩模板控制下寫入，內(nèi)容固定，生產(chǎn)過程中在掩模板控制下寫入，內(nèi)容固定，不能更改不能更改內(nèi)容可由用戶編好后寫入，一經(jīng)寫入不能更改內(nèi)容可由用戶編好后寫入，一經(jīng)寫入不能更改紫外光擦除（約二十分鐘）紫外光擦除（約二十分鐘）EPROM存儲數(shù)據(jù)可以更改，但改寫麻煩，工作時只讀存儲數(shù)據(jù)可以更改，但改寫麻煩，工作時只讀EEPROM 或或 E2PROM電擦除（幾十毫秒）電

2、擦除（幾十毫秒）3.6.1 ROM 的結(jié)構(gòu)和工作原理的結(jié)構(gòu)和工作原理1. 基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)一、一、ROM 的結(jié)構(gòu)示意圖的結(jié)構(gòu)示意圖地址輸入地址輸入數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)輸出01 AAn n 位地址位地址01 DDb b b 位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)A0A1An-1D0D1Db-1D0D1Db-1A0A1An-12nb ROM最最高高位位最最低低位位2. 內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖存儲單元存儲單元數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)輸出字字線線位線位線地址譯碼器地址譯碼器ROM 存儲容量存儲容量 = 字線數(shù)字線數(shù) 位線數(shù)位線數(shù) = 2n b（位）（位）地地址址輸輸入入0單元單元1單元單元i 單元單元2n-1單元單元D0D1Db-1A0A1

3、An-1W0W1WiW2n-13. 邏輯結(jié)構(gòu)示意圖邏輯結(jié)構(gòu)示意圖(1) 中大規(guī)模集成電路中門電路的簡化畫法中大規(guī)模集成電路中門電路的簡化畫法連上且為硬連接，不能通過編程改變連上且為硬連接，不能通過編程改變編程連接，可以通過編程將其斷開編程連接，可以通過編程將其斷開斷開斷開DBAY A BDCABDY&CBAY ABCY1與門與門或門或門 AY=AY=AAZ=AY=AAYA1A1YA1YZ緩沖器緩沖器同相輸出同相輸出反相輸出反相輸出互補輸出互補輸出(2) 邏輯結(jié)構(gòu)示意圖邏輯結(jié)構(gòu)示意圖m0A0A1An-1m1mim2n-1譯譯碼碼器器Z0(D0) 或門或門Z1(D1) 或門或門Zb-1(Db-1)

4、 或門或門2n個與門構(gòu)成個與門構(gòu)成 n 位位二進(jìn)制譯碼器二進(jìn)制譯碼器 , 輸輸出出2n 個最小項。個最小項。01210DmmmZni 1101DmmmZi .112101b-ib-DmmmmZn n個個輸輸入入變變量量b 個輸出函數(shù)個輸出函數(shù)或門陣列或門陣列與門陣列與門陣列W0(m0)W2(m2)D 0=W0+ +W2=m0+ +m2二、二、ROM 的基本工作原理的基本工作原理1. 電路組成電路組成二極管或門二極管或門二極管與門二極管與門W0(m0)+VCC1A0A1A111A01VccEND3END2END1END0D3 D2 D1 D0 W0(m0)W1(m1)W2(m2)W3(m3)與與

5、門門陣陣列列( (譯碼器譯碼器) )或或門門陣陣列列( (編碼器編碼器) )位位線線字線字線輸出輸出緩沖緩沖EN2. 工作原理工作原理輸出信號的邏輯表達(dá)式輸出信號的邏輯表達(dá)式0100AAmW 0111AAmW 0122AAmW 0133AAmW 0010120200 AAAAAmmWWD 013211 AAWWWD 103202AAWWWD 0313AWWD 1A111A01VccEND3END2END1END0D3 D2 D1 D0 W0(m0)W1(m1)W2(m2)W3(m3)與與門門陣陣列列( (譯碼器譯碼器) )或或門門陣陣列列( (編碼器編碼器) )位位線線輸出輸出緩沖緩沖EN字線

6、字線字線：字線：位線：位線：輸出信號的真值表輸出信號的真值表0 00 11 01 10 1 0 1A1 A0D3 D2 D1 D01 0 1 00 1 1 11 1 1 03. 功能說明功能說明(1) 存儲器存儲器(2) 函數(shù)發(fā)生器函數(shù)發(fā)生器地址地址存儲存儲數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)輸入變量輸入變量01 AA輸出函數(shù)輸出函數(shù)0123 DDDD(3) 譯碼編碼譯碼編碼字線字線編碼編碼0W0 1 0 11 0 1 00 1 1 11 1 1 0A1 A00 00 11 01 1輸入輸入變量變量輸出輸出函數(shù)函數(shù)1W2W3W3.6.2 ROM 應(yīng)用舉例及容量擴展應(yīng)用舉例及容量擴展一、一、ROM 應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例用用 R

7、OM 實現(xiàn)實現(xiàn)以下邏輯函數(shù)以下邏輯函數(shù)例例 3.6.2Y1= m (2,3,4,5,8,9,14,15）Y2= m (6,7,10,11,14,15）Y3= m (0,3,6,9,12,15）Y4= m (7,11,13,14,15）A1B1C1D1m0m1m2m3m4m5m6m7m8m9m10m11m12m13m14m15Y2Y3Y4Y1譯碼器譯碼器編碼器編碼器 試用試用PROM實現(xiàn)實現(xiàn)4位自然二進(jìn)制碼到格位自然二進(jìn)制碼到格雷碼的轉(zhuǎn)換。雷碼的轉(zhuǎn)換。解解：（：（1）設(shè)）設(shè)4位自然二進(jìn)制碼為位自然二進(jìn)制碼為B3B2B1B0，4位格雷碼為位格雷碼為G3G2G1G0，真值表見下頁。，真值表見下頁。（

8、2）根據(jù)真值表寫出）根據(jù)真值表寫出最小項表達(dá)式（如下頁）：最小項表達(dá)式（如下頁）：（3）根據(jù)最小項表達(dá)式，畫出）根據(jù)最小項表達(dá)式，畫出4位二進(jìn)制碼格位二進(jìn)制碼格雷碼轉(zhuǎn)換器的雷碼轉(zhuǎn)換器的ROM陣列結(jié)構(gòu)示意圖陣列結(jié)構(gòu)示意圖例例3.6.3 二進(jìn)制碼二進(jìn)制碼格雷碼格雷碼B3 B2 B1 B0G3 G2 G1 G00 0 0 00 0 0 00 0 0 10 0 0 10 0 1 00 0 1 10 0 1 10 0 1 00 1 0 00 1 1 00 1 0 10 1 1 10 1 1 00 1 0 10 1 1 10 1 0 01 0 0 01 1 0 01 0 0 11 1 0 11 0 1 0

9、1 1 1 11 0 1 11 1 1 01 1 0 01 0 1 01 1 0 11 0 1 11 1 1 01 0 0 11 1 1 11 0 0 0)15,14,13,12,11,10, 9 , 8(3G)11,10, 9 , 8 , 7 , 6 , 5 , 4(2G)13,12,11,10, 5 , 4 , 3 , 2(1G)14,13,10, 9 , 6 , 5 , 2 , 1 (0GG3G2G1G0m0 m1 m2 m3 m4 m5 m6 m7 m8 m9 m10 m11 m12 m13 m14 m15B3B2B1B0例例3.6.4 用用EPROM實現(xiàn)輸出函數(shù)實現(xiàn)輸出函數(shù)ABCBC

10、BAFCABABCCBACBACBAABCBCBAF解：解：或陣列或陣列二、二、ROM 容量擴展容量擴展1. 存儲容量存儲容量存儲器存儲數(shù)據(jù)的能力，為存儲器含存儲單元存儲器存儲數(shù)據(jù)的能力，為存儲器含存儲單元的總位數(shù)。的總位數(shù)。存儲容量存儲容量 = = 字?jǐn)?shù)字?jǐn)?shù) 位數(shù)位數(shù)字字 word位位 bit1k 1 : 1024 個字個字 每個字每個字 1 位位 存儲容量存儲容量 1 k1k 4 : 1024 個字個字 每個字每個字 4 位位 存儲容量存儲容量 4 k256 8 : 256 個字個字 每個字每個字 8 位位 存儲容量存儲容量 2 k64 k 16: 64 k 個字個字 每個字每個字 16

11、位位 存儲容量存儲容量 1024（1M） 2. 存儲容量與地址位數(shù)的關(guān)系存儲容量與地址位數(shù)的關(guān)系存儲容量存儲容量 256 48 位地址位地址256 = 284 位數(shù)據(jù)輸出位數(shù)據(jù)輸出存儲容量存儲容量 8k 88k=8 210 =21313 位地址位地址8 位數(shù)據(jù)輸出位數(shù)據(jù)輸出3. 常用常用 EPROM2764 ：27128 ：A0 A128k 8 (64k)13 位地址輸入：位地址輸入：8 位數(shù)據(jù)輸出：位數(shù)據(jù)輸出： O0 O7輸出使能端輸出使能端OE1 輸出呈高阻輸出呈高阻0 使能使能片選端片選端CSROM 工作工作（ 任意）任意）ROM 不工作輸出呈高阻不工作輸出呈高阻OE16k 8 (128

12、k) 16k = 16 210 = 21427256 ：32k 8 (256k) 32k = 32 210 = 2152764VPPPGMA0A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12CSOEO0O1O2O3O4O5O6O7VCCVIH(PGM)CSOE地地址址輸輸出出01其他常用的其他常用的 EPROM 4. ROM 容量的擴展容量的擴展地地址址總總線線8位數(shù)據(jù)總線位數(shù)據(jù)總線16位數(shù)據(jù)總線位數(shù)據(jù)總線D(70)D(158)8 位位 16 位位地址線合并（共用）地址線合并（共用）輸出使能端、片選端合并（共用）輸出使能端、片選端合并（共用）數(shù)據(jù)輸出端分為高數(shù)據(jù)輸出端分為高 8 位和低位和低 8 位位方法方法(1) 字長的擴展（位擴展）：字長的擴展（位擴展）：27256A0A14O7O0CSOE27256A0A14O7O0CSOECSOE(2) 字線的擴展（地址碼的擴展字線的擴展（地址碼的擴展 字?jǐn)U展字?jǐn)U展）