电子技术基础

第6章存储器和可编程逻辑器件简介6.1.3

存储器的应用

2．EPROM的应用6.1.2

只读存储器（ROM）6.1半导体存储器

6.1.4

其它类型存储器简介2/1/20231复习RAM的优点？缺点？存储器的容量如何计算？RAM如何实现字位扩展？2/1/202326.1.2

只读存储器（ROM）1.固定ROM

只读存储器所存储的内容一般是固定不变的，正常工作时只能读数，不能写入，并且在断电后不丢失其中存储的内容，故称为只读存储器。ROM组成：地址译码器存储矩阵输出电路图8-4ROM结构方框图

2/1/20233地址译码器有n个输入端，有2n个输出信息，每个输出信息对应一个信息单元，而每个单元存放一个字，共有2n个字（W0、W1、…W2n-1称为字线）。每个字有m位，每位对应从D0、D1、…Dm-1输出（称为位线）。存储器的容量是2n×m(字线×位线)。

ROM中的存储体可以由二极管、三极管和MOS管来实现。2/1/20234图8-5二极管ROM

图8-6字的读出方法

在对应的存储单元内存入的是1还是0，是由接入或不接入相应的二极管来决定的。

2/1/20235存储矩阵为了便于表达和设计，通常将图8-5简化如图8-7所示。图8-74×4ROM阵列图

有存储单元地址译码器图8-5二极管ROM2/1/20236

在编程前，存储矩阵中的全部存储单元的熔丝都是连通的，即每个单元存储的都是1。用户可根据需要，借助一定的编程工具，将某些存储单元上的熔丝用大电流烧断，该单元存储的内容就变为0，此过程称为编程。熔丝烧断后不能再接上，故PROM只能进行一次编程。2．可编程只读存储器（PROM）

图8-8PROM的可编程存储单元2/1/202373．可擦可编程ROM（EPROM）最早出现的是用紫外线照射擦除的EPROM。浮置栅MOS管（简称FAMOS管）的栅极被SiO2绝缘层隔离，呈浮置状态，故称浮置栅。当浮置栅带负电荷时，FAMOS管处于导通状态，源极－漏极可看成短路，所存信息是0。若浮置栅上不带有电荷，则FAMOS管截止，源极－漏极间可视为开路，所存信息是1。

2/1/20238图8-９

浮置栅EPROM(a)浮置栅MOS管的结构

(b)EPROM存储单元带负电-导通-存0不带电-截止-存12/1/20239浮置栅EPROM出厂时，所有存储单元的FAMOS管浮置栅都不带电荷，FAMOS管处于截止状态。写入信息时，在对应单元的漏极与衬底之间加足够高的反向电压，使漏极与衬底之间的PN结产生击穿，雪崩击穿产生的高能电子堆积在浮置栅上，使FAMOS管导通。当去掉外加反向电压后，由于浮置栅上的电子没有放电回路能长期保存下来，在的环境温度下，７０％以上的电荷能保存１０年以上。如果用紫外线照射FAMOS管１０～３０分钟，浮置栅上积累的电子形成光电流而泄放，使导电沟道消失，FAMOS管又恢复为截止状态。为便于擦除，芯片的封装外壳装有透明的石英盖板。2/1/2023106.1.3

存储器的应用2．EPROM的应用

程序存储器、码制转换、字符发生器、波形发生器等。例：八种波形发生器电路。

将一个周期的三角波等分为256份，取得每一点的函数值并按八位二进制进行编码，产生256字节的数据。用同样的方法还可得到锯齿波、正弦波、阶梯波等不同的八种波形的数据，并将这八组数据共2048个字节写入2716当中。2/1/202311图8-13八种波形发生器电路图

波形选择开关256进制计数器存八种波形的数据经8位DAC转换成模拟电压。2/1/202312S3S2S1波形A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0000正弦波000H～0FFH001锯齿波100H～1FFH010三角波200H～2FFH┇┇┇111阶梯波700H～7FFH表8-2八种波形及存储器地址空间分配情况

S1、S2和S3：波形选择开关。两个16进制计数器在CP脉冲的作用下，从00H～FFH不断作周期性的计数，则相应波形的编码数据便依次出现在数据线D0～D7上，经D/A转换后便可在输出端得到相应波形的模拟电压输出波形。2/1/202313

图8-14三角波细分图

下面以三角波为例说明其实现方法。三角波如图8-14所示，在图中取256个值来代表波形的变化情况。在水平方向的257个点顺序取值，按照二进制送入EPROM2716（2K×8位）的地址端A0～A7，地址译码器的输出为256个（最末一位既是此周期的结束，又是下一周期的开始）。由于2716是8位的，所以要将垂直方向的取值转换成8位二进制数。2/1/202314表8-3三角波存储表

将这255个二进制数通过用户编程的方法，写入对应的存储单元，如表8-3所示。将2716的高三位地址A10A9A8取为0，则该三角波占用的地址空间为000H～0FFH，共256个。

2/1/2023156.1.4其它类型存储器简介1.EEPROM用电气方法在线擦除和编程的只读存储器。存储单元采用浮栅隧道氧化层MOS管。写入的数据在常温下至少可以保存十年，擦除/写入次数为１万次～10万次。2.快闪存储器FlashMemory采用与EPROM中的叠栅MOS管相似的结构，同时保留了EEPROM用隧道效应擦除的快捷特性。理论上属于ROM型存储器；功能上相当于RAM。单片容量已达64MB，并正在开发256MB的快闪存储器。可重写编程的次数已达100万次。2/1/202316

由美国Dallas半导体公司推出，为封装一体化的电池后备供电的静态读写存储器。它以高容量长寿命锂电池为后备电源，在低功耗的SRAM芯片上加上可靠的数据保护电路所构成。其性能和使用方法与SRAM一样，在断电情况下，所存储的信息可保存10年。其缺点主要是体积稍大，价格较高。此外，还有一种nvSRAM，不需电池作后备电源，它的非易失性是由其内部机理决定的。已越来越多地取代EPROM，并广泛应用于通信设备、办公设备、医疗设备、工业控制等领域。

3.非易失性静态读写存储器NVSRAM2/1/202317串行存储器是为适应某些设备对元器件的低功耗和小型化的要求而设计的。主要特点：所存储的数据是按一定顺序串行写入和读出的，故对每个存储单元的访问与它在存储器中的位置有关。4.串行存储器5.多端口存储器MPRAM多端口存储器是为适应更复杂的信息处理需要而设计的一种在多处理机应用系统中使用的存储器。特点：有多套独立的地址机构(即多个端口)，共享存储单元的数据。多端口RAM一般可分为双端口SRAM、VRAM、FIFO、MPRAM等几类。

2/1/202318表8-4常见存储器规格型号类型容量SRAMEPROMEEPROMFLASHNVSRAM双口RAM2K×86116

27162816

DS1213B7132/71364K×8

2732

DS1213B

8K×86264

27642864

DS1213B

16K×8

27128

32K×862256

272562825628F256DS1213D

64K×8

2751