数字电路 第九章课件

第9章半导体存储器一、半导体存储器概念2.存取速度三、分类二、重要指标1.存储量1.按存取方式分类2/6/20231第九章半导体存储器9.1只读存储器（ROM）2.按使用器件类型来分一.ROM的分类1.按存储内容写入方式来分四、ROM的逻辑关系二.ROM的结构

三.ROM的工作原理

1.属于组合逻辑电路

2.阵列图2/6/20232第九章半导体存储器五、ROM的应用

六、固定ROM(MROM)1.实现组合逻辑函数

2.字符发生器

(1)UVEPROM七、可编辑只读存储器(PROM)

八、可改写可编程只读存储器(EPROM)

(2)E2PROM(3)FlashMemory2/6/20233第九章半导体存储器第9章半导体存储器一、半导体存储器概念：2.存取速度二、重要指标

1.存储量：字数N×位数M如1K容量通常指1024×8bit高速RAM的存取时间10ns、8ns、7ns、6ns2/6/20235第九章半导体存储器串行存储器(SAM):SequentialAccessMemory只读存储器(ROM):ReadOnlyMemory随机存储器(RAM):RandomAccessMemory三、分类

2/6/20236第九章半导体存储器9.1只读存储器（ROM）

一.ROM的分类：

1.按存储内容写入方式来分：

固定ROM(MROM)

可擦可编程ROM(EPROM)可编程ROM(PROM）UVEPROME2PROMFLASHMEMORY2/6/20237第九章半导体存储器二.ROM的结构：地址译码器、存储单元矩阵、输出电路

结论：存1，字线W和位线b间接二极管；存0，字线W和位线b间不接二极管。三.ROM的工作原理

2/6/20239第九章半导体存储器四、ROM的逻辑关系：1.属于组合逻辑电路

译码器部分的输出变量和输入变量（包括原

变量和反变量）构成“与”的关系。存储矩阵和输出电路部分的输出变量和存储

矩阵的输入变量构成“或”的关系。2.进行ROM电路的分析和设计，常用阵列图来表

示ROM的结构2/6/202310第九章半导体存储器D0D1A1A0图9.1.3ROM的阵列图A1A0W0W3W2W1D2D3与阵列或阵列“黑点”代表输入、输出间应具有的逻辑关系（“与”或者“或”）（在存储矩阵中，表示交叉处有二极管。）2/6/202311第九章半导体存储器首先应将以上两个逻辑函数化成由最小项组成的标准“与-或”式,即解:采用有3位地址码、2位数据输出的8字节×2位ROM。将A、B、C3个变量分别接至地址输入端A2A1A0。按逻辑函数要求存入相应数据,即可在数据输出端D0、D1得到F1和F2,其2/6/202313第九章半导体存储器ROM阵列如图9.1.9所示111(D1)(D0)F2F1ABC图9.1.9例9.1.1ROM阵列2/6/202314第九章半导体存储器例9.1.2试用ROM设计一个8421BCD码7段显示译码器电路，其真值表如表9.1.2所示。解：由真值表可见，应取用输入地址为4位，输出数据为7位的16字节×7位ROM。可根据真值表直接画出ROM的阵列图，而不需要列出逻辑式。2/6/202315第九章半导体存储器六、固定ROM(MROM:MaskROM)

七、可编辑只读存储器(PROM:ProgrammableROM)

八、可改写可编程只读存储器(EPROM)

(1)UVEPROM(UltravioletErasableProgrammableROM)(2)E2PROM(Electrically-ErasableProgrammableROM)(3)

快闪存储器(FlashMemory)

2/6/202317第九章半导体存储器9.2随机存储器(RAM)

根据存储单元的工作原理，可分SRAM（StaticRandomAccessMemory）DRAM

（DynamicRandomAccessMemory）一、静态RAM(SRAM)

靠触发器的自保功能存储数据，一旦电源断开，所存信息丢失。2/6/202318第九章半导体存储器X0X1X2X3X31X30Y0Y1Y7列译码器行译码器A5A6A7A0A1A2A3A4R/W控制电路读/写R/W片选CSI/O图9.2.1RAM结构示意图2/6/202319第九章半导体存储器二、存储容量的扩展

1.位扩展

图9.2.62114芯片位扩展D0D1D2D3D4D5D6D7CSR/WAA09L0AW/RCS9A2114（I）数据输出CSR/WAA09L2114（Ⅱ）D0D1D2D3D0D1D2D32/6/202321第九章半导体存储器2.字扩展

表9.2.1地址码与地址范围的关系A11A10选中片号对应地址范围002114(1)0～1023012114(2)1024～2047102114(3)2048～3071112114(4)3072～40952/6/202322第九章半导体存储器图9.2.72114芯片字扩展D3…D02-4译码器CSR/WAA09L2114（3）D0D1D2D3CSR/WAA09L2114（4）D0D1D2D3CSR/WAA09L2114（1）D0D1D2D3CSR/WAA09L2114（2）D0D1D2D3A10A11R/WA9…A0A11A10A11A10A11A10A11A102/6/202323第九章半导体存储器CSR/WAA09L2114（7）D0D3……LCSR/WAA09L2114（5）D0D3……LCSR/WAA09L2114（3）D0D3……LCSR/WAA09L2114（1）D0D3……LCSR/WAA09L2114（8）D0D3……LCSR/WAA09L2114（6）D0D3……LCSR/WAA09L2114（4）D0D3……LCSR/WAA09L2114（2）D0D3……L2-4译码器A10A11R/WA9

…A0D3

…D0D7

…D4Y3Y2Y1Y0图9.2.82114RAM的字位扩展2/6/202325第九章半导体存储器三、动态RAM(DRAM)

靠MOS管栅极电容或MOS电容的暂存电荷功能存储数据，由于电容的容量很小，且存在漏电流，需不断地进行刷新。字线Wi位线YiTCBCS图9.2.9单管MOS动态存储单元2/6/202326第九章半导体存储器作业题9.29.69.72/6/202327第九章半导体存储器内存主要是168线的SDRAM，在主板上提供168线DIMM内存插座，工作电压是3.3V。图1HYPC100内存条

2/6/202329第九章半导体存储器静态存储器（SRAM）的类型和特点

CacheSRAM：用于CPU内部或外部(L1/L2)高速缓存。PBSRAM（PipelineBurstCacheSRAM）：主要用于在Socket7主板上的高速缓存。SRAM不能作为电脑的主存，只用于关键性的地方。2/6/202330第九章半导体存储器CPU

Cache内存硬盘Buffer

硬盘图1-1CPU访问硬盘的过程高速缓存Cache和缓冲区Buffer主板上的L2Cache:512KB～1MB硬盘上的Buffer:64KB～2MBCD-ROM的

Buffer:64KB～512KBCD-R、CD-RW的Buffer:1MB～8MBHPLaserjet6P激光打印机Buffer:2MB2/6/202331第九章半导体存储器CPU主频=外频×倍频前沿总线FSB（FrontSideBus）是从CPU到芯片组之间的总线，该总线的工作频率称为前沿总线频率。CPU的外频就是主板提供的前沿总线频率。如PⅢ800MHz的设置为外频133MHz，倍频为6×。2/6/202332第九章半导体存储器图7-19技嘉GA–6VX7+主板各个部件的工作频率33MHz66/100MHz66/100/133MHz66MHz66/100/133MHz14.318MHz33MHz33MHz48MHz14.318MHz14.318MHz24MHz2/6/202333第九章半导体存储器存储矩阵M×N输出电路b0b1

…bN-1

D0D1…DN-1地址译码器W0…A0图9.1.1ROM的结构框图W1WM-1…A1AK2/6/202334第九章半导体存储器11D3D2D11D0驱动器输出电路存储矩阵地址译码器b3b2b1b0字线W0W1W2W3111位线VCCA1A0图9.1.24×4位二极管ROM2/6/202335第九章半导体存储器表9.1.1图9.1.2的地址输入与输出状态对应关系地址输入选中字线ROM输出A1A0D3D2D1D000W0101001W1111010W2010111W311012/6/202336第九章半导体存储器Q3Q2Q1Q0abcdefg显示000000000010000110011111001000100102001100001103010010011004010101001005011001000006011100011117100000000008100100001009表9.1.28421BCD码7段显示译码器电路的真值表2/6/202337第九章半导体存储器（[]）与阵列译码器abcdefg（Q0）（Q1）（Q2）（Q3）A0A1A2A3m0m15图9.1.10例9.1.2ROM阵列2/6/202338第九章半导体存储器字线WiVcc位线Yi熔丝图9.1.4PROM存储单元双极型晶体三极管2/6/202339第九章半导体存储器存储单元用叠栅注入MOS管构成（SIMOS）写入：利用雪崩击穿；擦除：利用紫外线。字线Wi位线YiDSG图9.1.5UVEPROM存储单元MOS型晶体三极管选择栅浮置栅典型产品如：intel2716(2K8)、intel2732(4K8)

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