计算机结构与逻辑设计(10存储器)

1计算机结构与逻辑设计第10章存储器计算机结构与逻辑设计(10存储器)全文共48页，当前为第1页。时序逻辑模块总结1）会分析：时序图-功能a)单独时序模块的电路分析。74161,74195b)混合时序模块的电路分析。（包括组合模块）74161+7413874195+741512）会设计：标准化设计a)74161各种模计数器设计b)有Z输出要求的时序设计。c)1010010序列发生设计。2计算机结构与逻辑设计(10存储器)全文共48页，当前为第2页。综合时序分析的例子异步时序逻辑电路分析是时序逻辑电路分析的关键问题之一。有如下的电路，请分析该电路功能，请画出完整状态图和Q2的波形图，说明电路的功能。计算机结构与逻辑设计(10存储器)全文共48页，当前为第3页。综合时序设计的例子在电路实验中经常需要用到周期性的某种波形，假设现在有需要需用下面的图形的波形，请用电路来设计实现它，要有详细设计过程。计算机结构与逻辑设计(10存储器)全文共48页，当前为第4页。10.1存储器基本概念半导体存储器利用锁存器或电容作为基本存储单元：1）地址，容量（位，字，bit，byte）2）存储单元矩阵（二维、三维）3）存储器基本操作（读，写）5计算机结构与逻辑设计(10存储器)全文共48页，当前为第5页。存储矩阵和地址存储器按照矩阵形式排放6计算机结构与逻辑设计(10存储器)全文共48页，当前为第6页。三维存储矩阵其存储容量是多少呢？7计算机结构与逻辑设计(10存储器)全文共48页，当前为第7页。10.1.2存储器的基本操作基本操作：读操作、写操作、寻址操作1）数据总线，2）地址总线，3）读写控制端，

4）地址译码器。计算机结构与逻辑设计(10存储器)全文共48页，当前为第8页。三维存储矩阵读写构成此时，需要行地址和列地址的译码器！9计算机结构与逻辑设计(10存储器)全文共48页，当前为第9页。地址译码器构成地址译码器一般的构成？74138？1010A1A0AnX0X1X2n-1地址译码器读写放大器读/写控制I/O存储矩阵存储器地址寄存器MAR存储器缓冲寄存器MBR计算机结构与逻辑设计(10存储器)全文共48页，当前为第10页。存储器读操作地址地址总线地址译码读控制信号数据总线数据。11计算机结构与逻辑设计(10存储器)全文共48页，当前为第11页。存储器写操作地址地址总线地址译码数据数据总线写控制信号存入。12计算机结构与逻辑设计(10存储器)全文共48页，当前为第12页。131、从存/取功能分： ①只读存储器

(Read-Only-Memory） ②随机读/写（Random-Access-Memory）2、从工艺分： ①双极型 ②MOS型存储器的分类计算机结构与逻辑设计(10存储器)全文共48页，当前为第13页。1410.2随机存储器（RAM）RAM分类——1）静态RAM：存储单元由静态MOS电路或双极型电路组成。

2）动态RAM：利用MOS电容存储信息。1．RAM结构和工作原理A1A0A7X0X1X255Y0Y1Y15A9A8A11行地址译码器读写控制电路列地址译码器I/O存储矩阵计算机结构与逻辑设计(10存储器)全文共48页，当前为第14页。15地址译码分类：1）

线性译码方式RAM随机存取存储器计算机结构与逻辑设计(10存储器)全文共48页，当前为第15页。16地址译码分类：2）双向译码方式行地址，列地址A1A0A7X0X1X255Y0Y1Y15A9A8A11行地址译码器读写控制电路列地址译码器I/O存储矩阵计算机结构与逻辑设计(10存储器)全文共48页，当前为第16页。17双向译码方式计算机结构与逻辑设计(10存储器)全文共48页，当前为第17页。18静态存储单元一般由RS触发器、D触发器等组成。有使能端的。计算机结构与逻辑设计(10存储器)全文共48页，当前为第18页。19双向译码方式静态存储单元一般由RS触发器、D触发器等组成。有2个使能控制端的。计算机结构与逻辑设计(10存储器)全文共48页，当前为第19页。单译码方式下存储结构图20存储单元只有单控制端。计算机结构与逻辑设计(10存储器)全文共48页，当前为第20页。21双向译码方式完整结构图存储单元有双控制端。计算机结构与逻辑设计(10存储器)全文共48页，当前为第21页。22静态RAM的读写过程一个较完整的静态RAM完整读写结构。多少根地址线？计算机结构与逻辑设计(10存储器)全文共48页，当前为第22页。23静态RAM的读写时序注意时间顺序先后顺序：地址和读写信号先准备好，然后CS有效，然后数据读出或者数据写入。概念：读操作最小周期TR，TA存取时间，TCO片选时间。写操作最小周期TW计算机结构与逻辑设计(10存储器)全文共48页，当前为第23页。24动态RAM的基本单元电容C储备电能需要定时刷新电路或者读写过程进行辅助内容刷新。CC4116电路：如右图区分：再生和刷新概念！计算机结构与逻辑设计(10存储器)全文共48页，当前为第24页。DRAM的读操作读完之后，紧接着要进行再生。

而平时为了维持C的电荷，需要定时刷新。计算机结构与逻辑设计(10存储器)全文共48页，当前为第25页。DRAM的写操作写的过程，无刷新和再生。计算机结构与逻辑设计(10存储器)全文共48页，当前为第26页。27只读存储器ROM内容断电不丢失的。但不能写入A1A0AnX0X1X2n-1行地址译码器读放大器读/写控制I/O存储矩阵计算机结构与逻辑设计(10存储器)全文共48页，当前为第27页。28二、举例计算机结构与逻辑设计(10存储器)全文共48页，当前为第28页。29地址数据A1A0D3D2D1D0000101011011100100111110A0~An-1W0W(2n-1)D0Dm计算机结构与逻辑设计(10存储器)全文共48页，当前为第29页。30总结出：两个概念：存储矩阵的每个交叉点是一个“存储单元”，存储单元中有器件存入“1”，无器件存入“0”存储器的容量：“字数x位数”计算机结构与逻辑设计(10存储器)全文共48页，当前为第30页。31分类：1）掩模ROM（固定ROM）——数据在制作时已经确定，无法更改

2）可编程ROM（PROM）——数据由用户写入，但一经写入不能再修改

3）可擦除可编程ROM（EPROM）——由用户写入，而且还能擦除重写。4）电可擦除可编程ROM（E2PROM）ROM的分类计算机结构与逻辑设计(10存储器)全文共48页，当前为第31页。32掩膜ROM的特点：出厂时已经固定，不能更改，适合大量生产，简单，便宜，非易失性。计算机结构与逻辑设计(10存储器)全文共48页，当前为第32页。339.3.2可编程ROM（PROM）总体结构与掩膜ROM一样，但存储单元不同计算机结构与逻辑设计(10存储器)全文共48页，当前为第33页。344．E2PROM，电可擦除ROM其的应用很广，包括：（1）实现组合逻辑设计；（2）作字符发生器电路例试用E2PROM实现下列逻辑函数计算机结构与逻辑设计(10存储器)全文共48页，当前为第34页。35

解：①将函数化为标准最小项与—或式②确定存储单元内容由表达式可知函数Y1和Y2相应的存储单元中各有4个存储单元为1。③画出用E2PROM实现的逻辑图，1A1B1CY1Y2m7m6m5m4m3m2m1m0地址译码器与门阵列或门阵列计算机结构与逻辑设计(10存储器)全文共48页，当前为第35页。369.4存储器容量扩展9.4.1.位扩展适用于每片RAM,ROM位数不够时，进行扩展计算机结构与逻辑设计(10存储器)全文共48页，当前为第36页。37位扩展例子位扩展:1bit扩展成3bits计算机结构与逻辑设计(10存储器)全文共48页，当前为第37页。38位扩展例子2位扩展:64Kx4bits扩展成64Kx16bits计算机结构与逻辑设计(10存储器)全文共48页，当前为第38页。9.4.2存储器字扩展9.4.2.字扩展适用于每片RAM,ROM字数不够时.计算机结构与逻辑设计(10存储器)全文共48页，当前为第39页。存储器字扩展例子字扩展例子：计算机结构与逻辑设计(10存储器)全文共48页，当前为第40页。41存储器字扩展例子21.字扩展适用于每片RAM,ROM位数够用而字数不够时1024x8RAM例：用四片256x8位→1024x8位RAM计算机结构与逻辑设计(10存储器)全文共48页，当前为第41页。42000111011011101101111110计算机结构与逻辑设计(10存储器)全文共48页，当前为第42页。43计算机结构与逻辑设计(10存储器)全文共48页，当前为第43页。44000111011011101101111110采用后bit位扩展计算机结构与逻辑设计(10存储器)全文共48页，当前为第44