数字电路 半导体存储器PPT课件

1、第7章 半导体存储器7.1 概述概述7.2 只读存储器只读存储器( ROM )7.3 随机存储器随机存储器( RAM )7.4 存储容量的扩展存储容量的扩展7.5 用存储器实现组合逻辑电路用存储器实现组合逻辑电路第1页/共31页7.1 概述半导体存储器半导体存储器1、功能、功能2、结构、结构利用利用地址码地址码分配输入输出。分配输入输出。寄存器寄存器 一种能存储一种能存储大量大量二值信息二值信息（二值数据）的半导体器件；（二值数据）的半导体器件；输入输出输入输出直接引出直接引出；半导体存储器半导体存储器第2页/共31页3、分类按半导体器件双极型双极型MOS型型工作速度快，在微机中作工作速度快，

2、在微机中作高速缓存高速缓存功耗小，因而集成度高；用于大容量功耗小，因而集成度高；用于大容量存储，如微机中的存储，如微机中的内存条内存条。第3页/共31页3、分类按存取方式只读存储器只读存储器ROMRead Only Memory随机存取存储器随机存取存储器RAMRandom Access Memory信息可长期保存，信息可长期保存，断电也不丢失断电也不丢失随写随读，随写随读，断电后信息就丢失断电后信息就丢失。EPROMROMPROMprogrammableErasableDRAMSRAMstaticdynamic第4页/共31页7.2 只读存储器( ROM ) 7.2.1 掩模只读存储器ROM

3、 7.2.2 可编程只读存储器PROM 7.2.3 可擦除的PROMEPROM第5页/共31页7.2.1 掩模只读存储器ROM1、电路结构MOS 、二极管、二极管、三极管三极管地址译成控地址译成控制信号制信号提高负载能力提高负载能力三态控制，总线结构三态控制，总线结构第6页/共31页2、简单的二极管ROM电路第7页/共31页2、简单的二极管ROM电路存储矩存储矩阵阵(4个个或门或门)地 址 译 码地 址 译 码器器(4个与个与门门)缓 冲缓 冲输出输出位线位线字字线线地址地址线线第8页/共31页3、数据表110101111000001100001111地地 址址A1A0D3D2D1D0内内 容

4、容4、容量表示、容量表示字线字线位线位线存 储存 储单元单元第9页/共31页4、MOS构成ROM电路0011100101111100第10页/共31页7.2.2 可编程只读存储器PROM1、思想：出厂时存储数据全部为1，用户根据需要自行写入0，但一旦写入就无法修改。2、方法：、方法：熔丝未熔为熔丝未熔为1熔丝熔断为熔丝熔断为0第11页/共31页缺点：缺点：只能写入一次只能写入一次第12页/共31页7.2.3 可擦除的PROMEPROM1、思想：可以多次重写，多次修改2、实现：、实现：3、结构、结构:总体是一样，只是存储单元的结构不同总体是一样，只是存储单元的结构不同UVEPROM紫外线可擦除的

5、紫外线可擦除的PROME2PROM电可擦除的电可擦除的PROMFlash Memory快闪存储器快闪存储器第13页/共31页4、三者比较UVEPROM E2PROMFlash Memory存储存储单元单元SIMOS(叠栅注入叠栅注入MOS)Flotox（浮栅隧道氧（浮栅隧道氧化层化层MOS）写入类似写入类似EPROM，擦除类似擦除类似E2PROM特点特点 单单MOS管管2个个MOS管管单单MOS，集成度高，集成度高击穿电压高击穿电压高击穿电压高击穿电压高结构简单，编程可靠结构简单，编程可靠操作复杂，操作复杂，防止光照防止光照读写时间长读写时间长擦除快擦除快应用应用 ROMROM移动磁盘移动磁盘

6、第14页/共31页7.3 随机存储器( RAM ) 1、特点：可读可写，断电易失； 2、结构： 与ROM类似， 增加了读写控制电路； 3、分类： SRAM静态RAM SR锁存器门控管，利用锁存器门控管，利用自保自保功能存储数据功能存储数据 DRAM动态RAM 利用利用MOS管栅极电容管栅极电容存储电荷存储电荷原理原理第15页/共31页7.3.1 静态随机存储器( SRAM )1、电路结构第16页/共31页RAM 2114（ 10244 ）第17页/共31页管脚图123456789181716151413121110A2A1A0A3A4A5A6A7A8A9CSGNDVCCD3D2D1D0R/WR

7、AM 2114 102442345678910232221201918171615A0A1D0A3A4A5A6A9A10CSGNDVCCD3D2D1D4RAM 6116 20488A2A711112141324A8D5D6D7RDWR第18页/共31页2、静态存储单元SR锁存器锁存器门控管门控管字线字线位位线线读写控读写控制电路制电路存储存储单元单元第19页/共31页*7.3.2 动态随机存储器( DRAM )1、单管动态、单管动态MOS存储单元存储单元破坏性读出破坏性读出存储存储单元单元需要配置灵敏恢复需要配置灵敏恢复/读出放大器读出放大器第20页/共31页7.4 存储容量的扩展 需要： 当

8、一片ROM或RAM不能满足存储容量要求时，就需要将ROM或RAM组合起来，组成一个容量更大的存储器。 扩展方式： 位扩展方式 字扩展方式 字、位同时扩展方式第21页/共31页7.4.1 位扩展方式例：用8片10241扩展成10248方法：方法：地址线共用，而数据线并行使用地址线共用，而数据线并行使用第22页/共31页7.4.2 字扩展方式例：用4片2568扩展成10248思路：思路：(1) 访问访问1024个单元，必然有个单元，必然有 10 根地址线；根地址线；(2) 访问访问 256个单元，只需个单元，只需 8 根地址线，根地址线，尚余尚余 2 根地址线根地址线 ；(3) 设法用设法用剩余的

9、剩余的2根地址线去控制根地址线去控制4个个2568RAM的片选端的片选端 。（需要一个（需要一个2线线4线译码器）线译码器）数据线共用，地址线扩展数据线共用，地址线扩展第23页/共31页7.4.2 字扩展方式第24页/共31页各片RAM的地址分配A9A8选中片序号选中片序号 对应的存储单元对应的存储单元 0 0 1 1RAM(1)RAM(2)RAM(3)RAM(4)000 255256 511512 767768 1023 0 1 1 0第25页/共31页7.4.3 字、位同时扩展方式思路：例：例：用用RAM2114（1K4）扩展成）扩展成4K8，需要几片？需要几片？8片片一般先位扩展再字扩展一般先位扩展再字扩展第26页/共31页7.5 用存储器实现组合逻辑电路一个ROM的数据表000011111011010001011101地地 址址A1A0D3D2D1D0内内 容容也是一个多输出组合逻辑电路的真值表也是一个多输出组合逻辑电路的真值表函数函数输出输出变量变量输入输入函数函数取值取值第27页/共31页例：试用ROM产生如下一组多输出逻辑函数1234YABCABCYABCDBCDABCDYABCDABC DYABCDABCD化成最小项之和形式化成最小项之和形式12367267101434144215YmmmmYmmmmYmmYmm