半导体存储器课件

半導體記憶體ROM的分類掩膜ROM：不能改寫。PROM：只能改寫一次。EPROM：可以改寫多次。記憶體的分類RAM：在工作時既能從中讀出（取出）資訊，又能隨時寫入（存入）資訊，但斷電後所存資訊消失。ROM：在工作時只能從中讀出資訊，不能寫入資訊，且斷電後其所存資訊在仍能保持。9.1概述9.2只讀記憶體（ROM）9.2.1ROM的結構及工作原理9.2.2ROM的應用9.2.3ROM容量擴展退出9.2.1ROM的結構及工作原理1、ROM的結構存儲容量＝字線數×位線數＝2n×b（位）存儲單元地址2、ROM的工作原理4×4位ROM地址解碼器存儲體存儲內容A1=0A0=0W0=1W1=0W2=0W3=0D3=1D1=1D0=1D2=0A1=0A0=1W0=0W1=1W2=0W3=0D3=0D1=0D0=1D2=1A1=1A0=0W0=0W1=0W2=1W3=0D3=1D1=0D0=0D2=1A1=1A0=1W0=0W1=0W2=0W3=1D3=0D1=1D0=1D2=1ROM的簡化畫法地址解碼器產生了輸入變數的全部最小項存儲體實現了有關最小項的或運算與陣列固定或陣列可編程連接斷開9.2.2ROM的應用1、用ROM實現組合邏輯函數邏輯運算式真值表或最小項運算式11按A、B、C、D排列變數，並將Y1、Y2擴展成為4變數的邏輯函數。22選擇ROM，畫陣列圖2、用ROM作函數運算表用ROM構成能實現函數y＝x2的運算表電路。例設x的取值範圍為0～15的正整數，則對應的是4位二進位正整數，用B＝B3B2B1B0表示。根據y＝x2可算出y的最大值是152＝225，可以用8位二進位數Y＝Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y0表示。由此可列出Y＝B2即y＝x2的真值表。真值表邏輯運算式陣列圖3、用ROM作字元發生器電路用ROM存儲字元Z9.2.3ROM的容量擴展EPROM晶片２７２５６正常使用時，VCC=5V，VPP=5V。編程時，VPP=25V。OE為輸出使能端，OE=0時允許輸出；OE=1時，輸出被禁止，ROM輸出端為高阻態。CS為片選端，CS=0時，ROM工作；CS=1時，ROM停止工作，且輸出為高阻態（不論OE為何值）。1、位擴展（字長的擴展）地址線及控制線分別並聯輸出一個作為高8位，另一個作為低8位用兩片27256擴展成32k×16位EPROM2、字擴展（字數擴展，地址碼擴展）用4片27256擴展成4×32k×16位EPROMOE端、輸出線及地址線分別並聯高位地址A15、A16作為2線-4線解碼器的輸入信號，經解碼後產生的4個輸出信號分別接到4個晶片的CS端本節小結只讀記憶體在存入數據以後，不能用簡單的方法更改，即在工作時它的存儲內容是固定不變的，只能從中讀出資訊，不能寫入資訊，並且其所存儲的資訊在斷電後仍能保持，常用於存放固定的資訊。

ROM由地址解碼器和存儲體兩部分構成。地址解碼器產生了輸入變數的全部最小項，即實現了對輸入變數的與運算；存儲體實現了有關最小項的或運算。因此，ROM實際上是由與門陣列和或門陣列構成的組合電路，利用ROM可以實現任何組合邏輯函數。利用ROM實現組合函數的步驟：（1）列出函數的真值表或寫出函數的最小項運算式。（2）選擇合適的ROM，畫出函數的陣列圖。9.3隨機存取記憶體（RAM）9.3.1RAM的結構退出9.3.2RAM容量的擴張RAM是由許許多多的基本寄存器組合起來構成的大規模積體電路。RAM中的每個寄存器稱為一個字，寄存器中的每一位稱為一個存儲單元。寄存器的個數（字數）與寄存器中存儲單元個數（位數）的乘積，叫做RAM的容量。按照RAM中寄存器位數的不同，RAM有多字1位和多字多位兩種結構形式。在多字1位結構中，每個寄存器都只有1位，例如一個容量為1024×1位的RAM，就是一個有1024個1位寄存器的RAM。多字多位結構中，每個寄存器都有多位，例如一個容量為256×4位的RAM，就是一個有256個4位寄存器的RAM。9.3.1RAM的結構由大量寄存器構成的矩陣用以決定訪問哪個字單元用以決定芯片是否工作用以決定對被選中的單元是讀還是寫讀出及寫入數據的通道容量為256×4RAM的存儲矩陣存儲單元1024個存儲單元排成32行×32列的矩陣每根行選擇線選擇一行每根列選擇線選擇一個字列Y1＝1，X2＝1，位於X2和Y1交叉處的字單元可以進行讀出或寫入操作，而其餘任何字單元都不會被選中。地址的選擇通過地址解碼器來實現。地址解碼器由行解碼器和列解碼器組成。行、列解碼器的輸出即為行、列選擇線，由它們共同確定欲選擇的地址單元。256×4RAM存儲矩陣中，256個字需要8位地址碼A7～A0。其中高3位A7～A5用於列解碼輸入，低5位A4～A0用於行解碼輸入。A7～A0=00100010時，Y1=1、X2=1，選中X2和Y1交叉的字單元。00010001集成2kB×8位RAM6116寫入控制端片選端輸出使能端9.3.2RAM容量的擴展位擴展將地址線、讀／寫線和片選線對應地並聯在一起輸入／輸出（I/O）分開使用作為字的各個位線字擴展輸入／輸出（I/O）線並聯要增加的地址線A10～A12與解碼器的輸入相連，解碼器的輸出分別接至8片RAM的片選控制端本節小結隨機存取記憶體（RAM）可以在任意時刻、對任意選中的存儲單元進行資訊的存入（寫入）或取出（讀出）操作。與只讀記憶體ROM相比，RAM最大的優點是存取方便，使用靈活，既能不破壞地讀出所存資訊，又能隨時寫入新的內容。其缺點是一旦停電，所存內容便全部丟失。

RAM由存儲矩陣、