第七章半導(dǎo)體存貯器

1、1第七章第七章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器2 7.1 概述概述 一、定義一、定義 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器用以存儲(chǔ)二進(jìn)制信息的器件。用以存儲(chǔ)二進(jìn)制信息的器件?；蛘哒f：或者說：存儲(chǔ)器是用來存儲(chǔ)二值數(shù)字信息的大規(guī)模集存儲(chǔ)器是用來存儲(chǔ)二值數(shù)字信息的大規(guī)模集成電路，是進(jìn)一步完善數(shù)字系統(tǒng)功能的重要部件。成電路，是進(jìn)一步完善數(shù)字系統(tǒng)功能的重要部件。它實(shí)際上是將大量寄存器按一定規(guī)律結(jié)合起來的整它實(shí)際上是將大量寄存器按一定規(guī)律結(jié)合起來的整體，可以被比喻為一個(gè)由許多房間組成的大旅館。體，可以被比喻為一個(gè)由許多房間組成的大旅館。每個(gè)房間有一個(gè)號(hào)碼每個(gè)房間有一個(gè)號(hào)碼 （地址碼（地址碼 ），每個(gè)房間內(nèi)有），每個(gè)房間內(nèi)有一 定 內(nèi)

2、容 （ 一 個(gè) 二 進(jìn) 制 數(shù) 碼 ， 又 稱 為 一 個(gè)一 定 內(nèi) 容 （ 一 個(gè) 二 進(jìn) 制 數(shù) 碼 ， 又 稱 為 一 個(gè)“字字” ” ）。）。 3二、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的分類：半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的分類： 根據(jù)使用功能的不同，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器可分為兩大類：（1）只讀存儲(chǔ)器（ROM）。其內(nèi)容只能讀出不能寫入。 存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)不會(huì)因斷電而消失，即具有非易失性。（2）隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）也叫做讀/寫存儲(chǔ)器。既能方便地讀出所存數(shù)據(jù)，又能隨時(shí)寫入新的數(shù)據(jù)。RAM的缺點(diǎn)是數(shù)據(jù)易失，即一旦掉電，所存的數(shù)據(jù)全部丟失。三、主要技術(shù)指標(biāo)三、主要技術(shù)指標(biāo) 1.存儲(chǔ)器的容量：存儲(chǔ)器的容量=字?jǐn)?shù)（N） 位數(shù)(M),即存(取)次數(shù)

3、 字長 例:256 8 表示字長為8位二進(jìn)制數(shù)、8位為一個(gè)字，可存(取)256次。 2.存取時(shí)間: 連續(xù)二次讀/寫操作所間隔的最短時(shí)間.。4EPROMROMROM可擦除的可編程可編程掩模RAMRAM動(dòng)態(tài)靜態(tài)5（2）一次性可編程）一次性可編程ROM（PROM）。出廠時(shí)，存儲(chǔ)內(nèi)容全為）。出廠時(shí)，存儲(chǔ)內(nèi)容全為1（或全（或全為為0），用戶可根據(jù)自己的需要編程，但只能編程一次。），用戶可根據(jù)自己的需要編程，但只能編程一次。 7.2只讀存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器(ROM) 一一 ROM的分類的分類按照數(shù)據(jù)寫入方式特點(diǎn)不同，按照數(shù)據(jù)寫入方式特點(diǎn)不同，ROM可分為以下幾種：可分為以下幾種：（1）掩模只讀）掩模只讀ROM

4、。廠家把數(shù)據(jù)寫入存儲(chǔ)器中，用戶無法進(jìn)行任何修改。廠家把數(shù)據(jù)寫入存儲(chǔ)器中，用戶無法進(jìn)行任何修改。（3）光可擦除可編程）光可擦除可編程ROM（EPROM）。采用浮柵技術(shù)生產(chǎn)的可編程）。采用浮柵技術(shù)生產(chǎn)的可編程存儲(chǔ)器。其內(nèi)容可通過紫外線照射而被擦除，可多次編程。存儲(chǔ)器。其內(nèi)容可通過紫外線照射而被擦除，可多次編程。（5）快閃存儲(chǔ)器（）快閃存儲(chǔ)器（Flash Memory）。也是采用浮柵型）。也是采用浮柵型MOS管，存儲(chǔ)器管，存儲(chǔ)器中數(shù)據(jù)的擦除和寫入是分開進(jìn)行的，數(shù)據(jù)寫入方式與中數(shù)據(jù)的擦除和寫入是分開進(jìn)行的，數(shù)據(jù)寫入方式與EPROM相同，相同，一般一只芯片可以擦除一般一只芯片可以擦除/寫入寫入100次以

5、上。次以上。（4）電可擦除可編程）電可擦除可編程ROM（E2PROM）。也是采用浮柵技術(shù)生產(chǎn)的可）。也是采用浮柵技術(shù)生產(chǎn)的可編程編程ROM，但是構(gòu)成其存儲(chǔ)單元的是隧道，但是構(gòu)成其存儲(chǔ)單元的是隧道MOS管，是用電擦除，并管，是用電擦除，并且擦除的速度要快的多（一般為毫秒數(shù)量級(jí)）。且擦除的速度要快的多（一般為毫秒數(shù)量級(jí)）。E2PROM的電擦除的電擦除過程就是改寫過程，它具有過程就是改寫過程，它具有ROM的非易失性，又具備類似的非易失性，又具備類似RAM的功的功能，可以隨時(shí)改寫（可重復(fù)擦寫能，可以隨時(shí)改寫（可重復(fù)擦寫1萬次以上）。萬次以上）。6二二ROM的結(jié)構(gòu)及工作原理的結(jié)構(gòu)及工作原理1. ROM的

6、內(nèi)部結(jié)構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)由地址譯碼器、存儲(chǔ)矩陣和輸出緩沖器組成。由地址譯碼器、存儲(chǔ)矩陣和輸出緩沖器組成。0單元1單元i單元單元2 1nWWWWD DD01in2 101b1位線存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)單元.字線輸出數(shù)據(jù)輸1AA器.地入址譯0n1地碼址A.下面是24點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)圖72. 例二極管的固定例二極管的固定ROM（1）電路組成：）電路組成：由二極管與門和由二極管與門和或門構(gòu)成?；蜷T構(gòu)成。與門陣列組成與門陣列組成譯碼器，或門譯碼器，或門陣列構(gòu)成存儲(chǔ)陣列構(gòu)成存儲(chǔ)陣列。陣列。A1011A11. .ENDENENDDDEN.DDDD00112233輸出緩沖器位線WWWW0123字線.與門陣列（譯碼器）（編碼器）門陣列

7、或ENVCC89（2）輸出信號(hào)表達(dá)式）輸出信號(hào)表達(dá)式與門陣列輸出表達(dá)式：與門陣列輸出表達(dá)式：（3）ROM存儲(chǔ)內(nèi)容的真值表存儲(chǔ)內(nèi)容的真值表或門陣列輸出表達(dá)式：或門陣列輸出表達(dá)式：010AAW 011AAW 012AAW 013AAW 200WWD3211WWWD3202WWWD313WWD(4) 上圖也可合并為下圖10輸出輸出電路電路存儲(chǔ)存儲(chǔ)矩陣矩陣字線字線位線位線A1A0A1A0A1A0A1A0A1A0D3D2D1D0-VCC譯譯碼碼器器E: 輸出輸出控制端控制端W3W0W2W111000101111100110011001001地地 址址A1A0D3D2D1D0內(nèi)內(nèi) 容容A1A0A1A0A1

8、A0A1A0A1A0D3D2D1D0-VCC譯譯碼碼器器K: 輸出輸出控制端控制端 給出任意一個(gè)給出任意一個(gè)地址碼，譯碼器地址碼，譯碼器與之對應(yīng)的字線與之對應(yīng)的字線變?yōu)楦唠娖?，進(jìn)變?yōu)楦唠娖?，進(jìn)而從位線上便可而從位線上便可輸出四位數(shù)字量。輸出四位數(shù)字量。字線字線位線位線圖中存儲(chǔ)器的內(nèi)容圖中存儲(chǔ)器的內(nèi)容如左表如左表12+VCCW3W0W1W2D0D1D2D3 左圖是左圖是使用使用 MOS 管的管的ROM 矩陣：字線矩陣：字線和位線間有和位線間有 MOS 管的管的單元存儲(chǔ)單元存儲(chǔ) “0”，無，無 MOS 管的管的單元存儲(chǔ)單元存儲(chǔ) “1”。13三、三、 ROM的應(yīng)用舉例的應(yīng)用舉例1. 用于存儲(chǔ)固定的專

9、用程序用于存儲(chǔ)固定的專用程序2. 利用利用ROM可實(shí)現(xiàn)查表或碼制變換等功能可實(shí)現(xiàn)查表或碼制變換等功能 查表查表功能功能 查某個(gè)角度的三角函數(shù)查某個(gè)角度的三角函數(shù) 把變量值（角度）作為地址碼，其把變量值（角度）作為地址碼，其對應(yīng)的函數(shù)值作為存放在該地址內(nèi)的數(shù)對應(yīng)的函數(shù)值作為存放在該地址內(nèi)的數(shù)據(jù)，這稱為據(jù)，這稱為 “造表造表”。使用時(shí)，根據(jù)。使用時(shí)，根據(jù)輸入的地址輸入的地址(角度角度)，就可在輸出端得到，就可在輸出端得到所需的函數(shù)值，這就稱為所需的函數(shù)值，這就稱為“查表查表”。 碼制變換碼制變換 把欲變換的編碼作為地把欲變換的編碼作為地址，把最終的目的編碼作為相應(yīng)存儲(chǔ)單址，把最終的目的編碼作為相應(yīng)

10、存儲(chǔ)單元中的內(nèi)容即可。元中的內(nèi)容即可。143. ROM 在波形發(fā)生器中的應(yīng)用在波形發(fā)生器中的應(yīng)用ROMD/A計(jì)計(jì)數(shù)數(shù)器器CP計(jì)數(shù)脈沖計(jì)數(shù)脈沖送示波器送示波器34A1A2A0D3D2D1D0D/A0100000000000111111111110000000000000000000000111111111112481296315ROMD/A計(jì)計(jì)數(shù)數(shù)器器CP計(jì)數(shù)脈沖計(jì)數(shù)脈沖送示波器送示波器34uoA1A2A0D3D2D1D0D/A01000000000001111111111100000000000000000000001111111111124812963tuo0161.作函數(shù)運(yùn)算表電路作函數(shù)運(yùn)

11、算表電路【例【例7.21】試用試用ROM構(gòu)成能實(shí)現(xiàn)函數(shù)構(gòu)成能實(shí)現(xiàn)函數(shù)y=x2的運(yùn)算表電路，的運(yùn)算表電路，x的取值范的取值范圍為圍為015的正整數(shù)。的正整數(shù)。4實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù) 五、五、ROM的應(yīng)用實(shí)例的應(yīng)用實(shí)例【解】【解】（1）分析要求、設(shè)定變量）分析要求、設(shè)定變量自變量自變量x的取值范圍為的取值范圍為015的正整數(shù)，對應(yīng)的的正整數(shù)，對應(yīng)的4位二進(jìn)制正整數(shù)，用位二進(jìn)制正整數(shù)，用B=B3B2B1B0表示。根據(jù)表示。根據(jù)y=x2的運(yùn)算關(guān)系，可求出的運(yùn)算關(guān)系，可求出y的最大值是的最大值是152225，可以用，可以用8位二進(jìn)制數(shù)位二進(jìn)制數(shù)Y=Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y0表示。表示。

12、（2）列真值表）列真值表函數(shù)運(yùn)算表函數(shù)運(yùn)算表1718Y7=m12+m13+m14+m15（3）寫標(biāo)準(zhǔn)與或表達(dá)式）寫標(biāo)準(zhǔn)與或表達(dá)式Y(jié)4=m4+m5+m7+m9+m11+m12Y6=m8+m9+m10+m11+m14+m15Y5=m6+m7+m10+m11+m13+m15Y3=m3+m5+m11+m13Y1=0Y2=m2+m6+m10+m14(4)畫畫ROM存儲(chǔ)矩陣結(jié)點(diǎn)連接圖存儲(chǔ)矩陣結(jié)點(diǎn)連接圖為做圖方便，我們將為做圖方便，我們將ROM矩陣中的二極管用節(jié)點(diǎn)表示。矩陣中的二極管用節(jié)點(diǎn)表示。Y0= m1+m3+m5+m7+m9+m11+m13+m151920【解】【解】 （1）寫出各函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)與或表達(dá)式

13、：）寫出各函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)與或表達(dá)式：按按A、B、C、D順序排列變量，將順序排列變量，將Y1、Y2、 Y3、Y4擴(kuò)展成為四變量邏輯函擴(kuò)展成為四變量邏輯函數(shù)。數(shù)。2.實(shí)現(xiàn)任意組合邏輯函數(shù)實(shí)現(xiàn)任意組合邏輯函數(shù)【例【例7.22】試用試用ROM實(shí)現(xiàn)下列函數(shù)：實(shí)現(xiàn)下列函數(shù)：ABCCBACBACBAY1CABCY2ABCDDCABDCBADBCACDBADCBAY3BCDACDABDABCY4），（），（），（），（15141311715129630151411107615149854324321mmmmYYYY若以地址線為輸入變量，則數(shù)據(jù)線即為一組關(guān)于地址變量的邏輯函數(shù)21（2）選用）選用164位位ROM，畫

14、存儲(chǔ)矩陣連線圖：，畫存儲(chǔ)矩陣連線圖：22 在前面介紹的兩種存儲(chǔ)器中，其存儲(chǔ)在前面介紹的兩種存儲(chǔ)器中，其存儲(chǔ)單元中的內(nèi)容在出廠時(shí)已被完全固定下來，單元中的內(nèi)容在出廠時(shí)已被完全固定下來，使用時(shí)不能變動(dòng)，稱為使用時(shí)不能變動(dòng)，稱為固定固定 ROM 。 有一種可編程序的有一種可編程序的 ROM ，在出廠時(shí)，在出廠時(shí)全部存儲(chǔ)全部存儲(chǔ) “1”，用戶可根據(jù)需要將某些，用戶可根據(jù)需要將某些單元改寫為單元改寫為 “0”,然而只能改寫一次，然而只能改寫一次，稱其為稱其為 PROM。字線字線位位線線熔熔斷斷絲絲 若將熔絲燒斷，若將熔絲燒斷，該單元?jiǎng)t變成該單元?jiǎng)t變成“0”。顯然，一旦燒斷后顯然，一旦燒斷后不能再恢復(fù)。不

15、能再恢復(fù)。23 PROM 中的內(nèi)容只能寫一次，有時(shí)中的內(nèi)容只能寫一次，有時(shí)仍嫌不方便，于是又發(fā)展了一種可以改仍嫌不方便，于是又發(fā)展了一種可以改寫多次的寫多次的 ROM，簡稱，簡稱 EPROM。它所存。它所存儲(chǔ)的信息可以用紫外線或儲(chǔ)的信息可以用紫外線或 X 射線照射擦射線照射擦去，然后又可以重新編制信息。去，然后又可以重新編制信息。247.2.2 可編程ROM（PROM）總體結(jié)構(gòu)與掩模ROM一樣，但存儲(chǔ)單元不同寫是一次性編程，不能改！編程時(shí)將不用的熔斷有出廠時(shí)，每個(gè)結(jié)點(diǎn)上都熔絲由易熔合金制成257.2.3 可擦除的可編程ROM（EPROM）總體結(jié)構(gòu)與掩模ROM一樣，但存儲(chǔ)單元不同一、用紫外線擦除

16、的PROM（UVEPROM）26管疊柵注入MOSMOSInjuctiongateStackedSIMOS)(浮置柵控制柵:fcGG通處正常邏輯高電平下導(dǎo)上未充負(fù)電荷，則若導(dǎo)通處正常邏輯高電平下不上充以負(fù)電荷，則若工作原理：cfcfGGGG27年）光燈下分鐘（陽光下一周，熒紫外線照射空穴對，提供泄放通道生電子“擦除”：通過照射產(chǎn)形成注入電荷到達(dá)吸引高速電子穿過寬的正脈沖，上加同時(shí)在發(fā)生雪崩擊穿）間加高壓（“寫入”：雪崩注入33020,50,25,2520,2fcGSiOmsVG，VSD28二、電可擦除的可編程ROM（E2PROM）總體結(jié)構(gòu)與掩模ROM一樣，但存儲(chǔ)單元不同)(管浮柵隧道氧化層采用點(diǎn)

17、擦除慢，操作不便的缺為克服MOSFLOTOXUVEPROM“隧道效應(yīng)”電子會(huì)穿越隧道）當(dāng)場強(qiáng)達(dá)到一定大?。ê穸戎g有小的隧道區(qū)，與,/ cmVmSiODGf7821010229導(dǎo)通）下，電壓（未充電荷時(shí)，正常讀出截止）下，電壓（充電荷后，正常讀出工作原理：TVGTVGGCCf33fjCiGBmsVGW電子隧道區(qū)接的正脈沖，加充電：01020 ,上電荷經(jīng)隧道區(qū)放電加正脈沖，接放電：fjiCGBWG,030三、快閃存儲(chǔ)器（Flash Memory）為提高集成度，省去T2（選通管）改用疊柵MOS管（類似SIMOS管）（隧道區(qū)）區(qū)有極小的重疊區(qū)與）更?。ㄅc襯底間SGnmOSGfif15102的正脈沖，

18、加接），加正壓（，充電利用雪崩注入方式向工作原理：usVGVVSDGcssf101206*上電荷經(jīng)隧道區(qū)放電的正脈沖加放電，利用隧道效應(yīng)fsscfGnsVVGG100120,31四四EPROM舉例舉例2764AA120DD7CS0PGMVppccV引腳引腳功能功能地址輸入地址輸入芯片使能芯片使能編程脈沖編程脈沖電壓輸入電壓輸入數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù)VVppccCSPGMAADD12007地地2764AAAAAAAAAAA012345678910AA1112OOOOO0O12O345O6722321242534567898kB8276410127PGM(PGM)VIH20CSOECSOE2211121315

19、16171819地地址址輸輸入入數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)據(jù)據(jù)輸輸出出VCCVPP28GND148k 存 儲(chǔ) 容 量327.4.存儲(chǔ)噐容量的擴(kuò)展（以存儲(chǔ)噐容量的擴(kuò)展（以ROM為例）為例）（1）位擴(kuò)展（字長的擴(kuò)展）位擴(kuò)展（字長的擴(kuò)展）現(xiàn)有型號(hào)的現(xiàn)有型號(hào)的EPROM，輸出多為，輸出多為8位。位。下圖是將兩片下圖是將兩片2764擴(kuò)展成擴(kuò)展成8k16位位EPROM的連線圖。的連線圖。. .AAOO OCSOE00127.AAOO OCSOE00127CSOEA0A1270DD815DD13131388地址總線數(shù)據(jù)總線8kB88kB827642764UU1233用用8片片2764擴(kuò)展成擴(kuò)展成64k8位的位的EPROM：（

20、2）字?jǐn)?shù)擴(kuò)展（地址碼擴(kuò)展）字?jǐn)?shù)擴(kuò)展（地址碼擴(kuò)展）. . . . . . . . . . . . . .AAOO OCSOE00127OE0AA12DD70O. . .0. . . . . . . . . . .120A7OOEACSOO. . .0. . . . . . . . . . .120A7OOEACSO. . . . . .AAYYGG00A12G17. . . . .Y127642764276474LS138U1U2U8+5VAAA1314152A2B131313138888地址總線地址總線數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線343.字位均擴(kuò)展同時(shí)采用字?jǐn)U展、位擴(kuò)展的方法。35隨機(jī)存儲(chǔ)器隨機(jī)存儲(chǔ)器又稱

21、讀寫存儲(chǔ)器。又稱讀寫存儲(chǔ)器。 讀寫存儲(chǔ)器的特點(diǎn)是：在工作過程中，既讀寫存儲(chǔ)器的特點(diǎn)是：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，因此它被稱為隨機(jī)外界信息寫入任意單元，因此它被稱為隨機(jī)存儲(chǔ)器，簡稱存儲(chǔ)器，簡稱 RAM 。Random Access Memory. 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 按所用器件又可分為：按所用器件又可分為： 雙極型和雙極型和 MOS型兩種。型兩種。7.3 隨機(jī)存儲(chǔ)器隨機(jī)存儲(chǔ)器( RAM )36一一 RAM的基本結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu) 由存儲(chǔ)矩陣、地址譯碼器、讀寫

22、控制器、輸入由存儲(chǔ)矩陣、地址譯碼器、讀寫控制器、輸入/輸出控制、輸出控制、片選控制等幾部分組成。片選控制等幾部分組成。存儲(chǔ)矩陣讀/寫控制器控制器地址譯碼器地址碼輸片選讀/寫控制輸入/輸出入入37 1. 存儲(chǔ)矩陣存儲(chǔ)矩陣圖中，圖中，1024個(gè)字排個(gè)字排列成列成3232的矩的矩陣。陣。為了存取方便，給為了存取方便，給它們編上號(hào)。它們編上號(hào)。3 2 行 編 號(hào) 為行 編 號(hào) 為 X0、X1、X31，3 2 列 編 號(hào) 為列 編 號(hào) 為 Y0、Y1、Y31。這樣每一個(gè)存儲(chǔ)單這樣每一個(gè)存儲(chǔ)單元都有了一個(gè)固元都有了一個(gè)固定的編號(hào)，稱為定的編號(hào)，稱為地址。地址。 382地址譯碼器地址譯碼器將寄存器將寄存器地

23、址所對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)譯地址所對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)譯成有效的行選信號(hào)和列選成有效的行選信號(hào)和列選信號(hào)，從而選中該存儲(chǔ)單信號(hào)，從而選中該存儲(chǔ)單元。元。 采用雙譯碼結(jié)構(gòu)。采用雙譯碼結(jié)構(gòu)。 行地址譯碼器：行地址譯碼器：5輸入輸入32輸出，輸出，輸入為輸入為A0、A1 、A4， 輸出為輸出為X0、X1、X31； 列地址譯碼器：列地址譯碼器：5輸入輸入32輸出，輸出，輸入為輸入為A5、A6 、A9，輸出為輸出為Y0、Y1、Y31， 這樣共有這樣共有10條地址線。條地址線。例如，輸入地址碼例如，輸入地址碼A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0=0000000001，則行選線，則行選線 X11、列選線、列選線Y01

24、，選中第，選中第X1行第行第Y0列的那個(gè)存儲(chǔ)單元。列的那個(gè)存儲(chǔ)單元。393 RAM的存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)單元例例. 六管六管NMOS靜態(tài)存儲(chǔ)單元靜態(tài)存儲(chǔ)單元靜態(tài)存儲(chǔ)單元是由靜態(tài)存儲(chǔ)單元是由RSRS鎖存噐附加門控管構(gòu)成鎖存噐附加門控管構(gòu)成之間的聯(lián)系。、和位線、的以控制鎖存噐作模擬開關(guān)使用，門控管，、位二值代碼，記憶鎖存噐，組成jj6541BBQQTT1RSTT40相通、與、導(dǎo)通，時(shí)，所在行被選中，jjiBBQQTTX65,1單元與緩沖器相連列第行第導(dǎo)通，這時(shí)時(shí)，所在列被選中，jiTTYj87,1，讀操作截止，與導(dǎo)通，則若時(shí)，當(dāng)OIQAAAWRSC32110,，寫操作導(dǎo)通，與截止，則若QOIAAAWR3

25、210,41 4. 片選及輸入片選及輸入/輸出控制電路輸出控制電路當(dāng)選片信號(hào)當(dāng)選片信號(hào)CS1時(shí)，時(shí)，G5、G4輸出為輸出為0，三態(tài)門，三態(tài)門G1、G2、G3均處于高阻狀態(tài)，均處于高阻狀態(tài)，輸入輸入/輸出（輸出（I/O）端與存儲(chǔ)器內(nèi)部完全隔離，存儲(chǔ)器禁止讀）端與存儲(chǔ)器內(nèi)部完全隔離，存儲(chǔ)器禁止讀/寫操作，即不寫操作，即不工作；工作；&GGGCSR/W3451GDDI/OG2當(dāng)當(dāng)CS0時(shí)，時(shí)，芯片被選通：當(dāng)芯片被選通：當(dāng) 1時(shí)，時(shí)，G5輸出高電平，輸出高電平，G3被打開，于被打開，于是被選中的單元所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)出現(xiàn)在是被選中的單元所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)出現(xiàn)在I/O端，存儲(chǔ)器執(zhí)行讀操作；端，存儲(chǔ)器執(zhí)行讀操作；當(dāng)當(dāng)

26、 0時(shí)，時(shí)，G4輸出高電平，輸出高電平，G1、G2被打開，此時(shí)加在被打開，此時(shí)加在I/O端的數(shù)據(jù)以端的數(shù)據(jù)以互補(bǔ)的形式出現(xiàn)在內(nèi)部數(shù)據(jù)線上，存儲(chǔ)器執(zhí)行寫操作。互補(bǔ)的形式出現(xiàn)在內(nèi)部數(shù)據(jù)線上，存儲(chǔ)器執(zhí)行寫操作。42 二二. RAM的工作時(shí)序（以寫入過程為例）的工作時(shí)序（以寫入過程為例）寫入操作過程如下：寫入操作過程如下：（1）欲寫入單元的地址加到存儲(chǔ)器的地址輸入端；）欲寫入單元的地址加到存儲(chǔ)器的地址輸入端；（2）加入有效的選片信號(hào)）加入有效的選片信號(hào)CS；（3）將待寫入的數(shù)據(jù)加到數(shù)據(jù)輸入端。）將待寫入的數(shù)據(jù)加到數(shù)據(jù)輸入端。（3）在）在 線上加低電平，進(jìn)入寫工作狀態(tài)；線上加低電平，進(jìn)入寫工作狀態(tài)；（4

27、）讓選片信號(hào)）讓選片信號(hào)CS無效，無效，I/O端呈高阻態(tài)。端呈高阻態(tài)。tWC寫入單元的地址ADDtWPCSR/WI/O寫入數(shù)據(jù)AStWRtDWtDHt43RAM組件及其連接組件及其連接 常用常用RAM組件的類型很多，以下介紹組件的類型很多，以下介紹兩種：兩種：RAM2114和和RAM6116。 RAM2114共有共有10根地址線，根地址線，4根數(shù)據(jù)線。根數(shù)據(jù)線。故其容量為：故其容量為：1024字字4位（又稱為位（又稱為1K 4）RAM6116的容量為：的容量為：2048字字8位位 （又稱為（又稱為2K 8）44 RAM2114、2116的管腳圖的管腳圖123456789181716151413

28、121110A2A1A0A3A4A5A6A7A8A9CSGNDVCCD3D2D1D0R / WRAM 2114 管腳圖管腳圖2345678910232221201918171615A0A1D0A3A4A5A6A9A10CSGNDVCCD3D2D1D4RAM 6116 管腳圖管腳圖A2A711112141324A8D5D6D7RDWR45三三 RAM的容量擴(kuò)展的容量擴(kuò)展1. 位數(shù)的擴(kuò)展位數(shù)的擴(kuò)展：把各片對應(yīng)的地址線連接在一起，：把各片對應(yīng)的地址線連接在一起，數(shù)據(jù)線并列使用即可。接線如下圖：數(shù)據(jù)線并列使用即可。接線如下圖：D7A9A0R/W CSD1D3D2D0A9A0R/W CSD1D3D2D0

29、. . . . .D6D5D4D1D3D2D0.CSR/WA0A92114 (1)2114 (2)用兩片用兩片2114 將位數(shù)由將位數(shù)由 4位擴(kuò)展到位擴(kuò)展到 8位位46用用8片片1024（1K）1位位RAM構(gòu)成的構(gòu)成的10248位位RAM系統(tǒng)。系統(tǒng)。10241RAMA AA R/WCS01.I/OI/O.10241RAMA AA R/WCS01.I/OI/O10241RAMA AA R/WCS019.I/OI/O.AA01R/WCS017999A472. 字?jǐn)?shù)的擴(kuò)展：字?jǐn)?shù)的擴(kuò)展： 各片各片RAM對應(yīng)的數(shù)據(jù)線聯(lián)接在一起；對應(yīng)的數(shù)據(jù)線聯(lián)接在一起；低位地址線也并聯(lián)接起來，而高位的地址低位地址線也并聯(lián)

30、接起來，而高位的地址線，首先通過譯碼器譯碼，然后將其輸出線，首先通過譯碼器譯碼，然后將其輸出按高低位接至各片的選片控制端。按高低位接至各片的選片控制端。 如用如用2114接成接成4096字字4位的存儲(chǔ)器時(shí)，位的存儲(chǔ)器時(shí)，需要需要4個(gè)個(gè)2114組件，共組件，共12根地址線。連接根地址線。連接時(shí)，將各片中的低位地址時(shí)，將各片中的低位地址A0-A9對應(yīng)相對應(yīng)相連；而高位地址連；而高位地址A10、A11經(jīng)經(jīng)2-4譯碼，按譯碼，按高低位控制高低位控制4片片2114的的CS端。見下圖：端。見下圖：48A11A10選中片序號(hào)選中片序號(hào) 對應(yīng)的存儲(chǔ)單元對應(yīng)的存儲(chǔ)單元 0 0 1 1 1 0 0 12114(1

31、)2114(2)2114(3)2114(4)0000 10231024 20472048 30713072 4095 用用2114接成接成4096字字4位型存儲(chǔ)器時(shí)，高位位型存儲(chǔ)器時(shí)，高位地址和存儲(chǔ)單元的關(guān)系如下表：地址和存儲(chǔ)單元的關(guān)系如下表：4849CSR/WA9A0D2D1D0D3CSR/WA9A0D2D1D0D3CSR/WA9A0D2D1D0D3CSR/WA9A0D2D1D0D32 4譯譯碼碼器器A11A10A0A9D3D2D1D02114 (1)2114 (2)2114 (3)2114 (4)R/WY0Y3503字?jǐn)U展例題字?jǐn)U展例題 （適用于每片RAM,ROM位數(shù)夠用而字?jǐn)?shù)不夠時(shí)）用用

32、8片片1K8位位RAM構(gòu)成的構(gòu)成的8K8位位RAM。01.G2A1274LS138AY+5V.GC7Y.G2BAYA.11A110.B.A.AI/O10248RAM1000R/W7R/W1R/W.9A10248RAM90.A0I/OR/WA10248RAMCS9AACSI/O91AA.A1CS1AA0I/O0I/OI/O0I/O1I/O1I/O17I/O7I/O7I/O.51SCWRAAOIOI片選信號(hào)：寫信號(hào)：讀地址線：數(shù)據(jù)線：/70701024 x 8RAM70OIOI.9870AAAA,.WRWRAAAAOIOI寫信號(hào)：讀地址線：數(shù)據(jù)線：/987070,例：用四片例：用四片256 x 8256 x 8位位1024 x 81024 x 8位位 RAMRAM52):(110025625670A個(gè)地址個(gè)字，需要每一片提供SCYYAAAA分別接四片的譯成即將兩位代碼區(qū)分四片用,308989102376876751251125625501110010007070707,AAAAAAAA四片的地址分配就是：00011101101110110111111089AA4321SCSCSCSC53544RAM的芯片簡介的芯片簡介(6116)(6116)61166116為為2K2K8 8位靜態(tài)位靜態(tài)CMOSRAMCMOSRAM芯片引腳排列圖：芯片引腳排列圖：