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1、学习完本章后，应该能做到： 1、阐明ROM 、 RAM的结构特点及其工作原理。 2、简述PROM、EPROM、EEPROM等概念。 3、简述SRAM、DRAM、地址、位、字等概念。 4、阐述位扩展、字扩展的方法，并熟练运用。 5、简述半导体存储器的应用。,第七章 存储器、CPLD,第七章 存储器、CPLD,概述 7.1 只读存储器 7.2 随机存取存储器 7.3 可编程逻辑器件,存储器是一种能存储大量二值信息的半导体器件。 由于要求存储的数据量往往很大，因而不可能将每个存储单元电路的输入和输出端象寄存器那样固定地引出。半导体存储器采用了按地址存放数据的方法，只有那些被输入地址代码指定的存储单元
2、才能与输入/输出端接通，进行数据的读出和写入。 半导体存储器的分类（根据使用功能的不同） （1）只读存储器（ROM）（Read-only memory ） 。 （2）随机存取存储器（RAM）（Random access memory）。,概 述,存储容量：用来衡量存储器存放数据的能力指标， 指存储单元的总数。 存储单元的最基本的单位是位和字，字的位数叫字长，存储容量通常表示为“m字n位”。 210=1024=1K（字位）， 220=1048576=1024K=1M（字位） 例：微型计算机中常用的2114型静态RAM的容量为1K4 。 4116型动态RAM的容量为16K1 。 2716型EPRO
3、M的容量为2K8 。,半导体存储器的主要性能指标,存储速度：通常用存取周期来描述。存取周期是指从存储器开始存取第一个字到能够存取第二个字为止所需的时间。 例：微型计算机中常用的2114型静态RAM的读、写周期均为200ns，4116型动态RAM的读、写周期均为375ns。,半导体存储器的主要性能指标,7.1 只读存储器（ROM）,只读存储器，工作时其存储的内容固定不变。且只能读出，不能随时写入。工作时，将一个给定的地址码加到ROM的地址输入端，便可在它的输出端得到一个事先存入的确定数据。,只读存储器存入数据的过程，称为对ROM进行编程。,ROM的分类,按存贮矩阵中器件类型,固定ROM-,PRO
4、M-,EPROM-,Flash Memory-,E2PROM-,二极管ROM,三极管ROM,MOS管ROM,按写入方式,厂家装入数据，永不改变,用户装入，只可装一次，永不改变,用户装入，紫外线擦除,用户装入，电可擦除,高集成度，大容量,ROM的基本结构,固定ROM主要由地址译码器、存储单元矩阵和输出缓冲器三部分组成。,字线,容量=字线位线,位线,控制信号输入,存储 矩阵,字线,位线,二极管ROM以44为例,存储 单元,1011,1110,0011,1100,译码器,输出缓 冲器,任何时刻只有一根字线为高电平。,三极管ROM和NMOS管ROM,有一种可编程序的 ROM ，在出厂时全部存储 “1”
5、，用户可根据需要将某些单元改写为 “0”,但是，只能改写一次，称为 PROM。,若将熔丝烧断，该单元则变成“0”。显然，一旦烧断后不能再恢复。,可编程ROM（PROM）,（1） 用于存储固定的数据、表格,（2） 码制变换,ROM的简单应用,（3） 用户程序的存贮,（4） 构成组合逻辑电路,例 1 用ROM实现十进制译码显示电路。,m0,m1,m2,m9,例 2 用ROM实现逻辑函数。,m0m1m2m3,D0 D1 D2 D3,7.2 随机存取存储器( RAM ),随机存储器又称读写存储器 特点：在工作过程中，既可从存储器的任意单元读出信息，又可以把外界信息写入任意单元，因此它被称为随机存储器。
6、 分类: 按功能分 静态SRAM 、动态DRAM两类； 按所用器件分 双极型、 MOS型两种。,RAM的基本结构,例如：容量为2561 的存储器,（1）地址译码器,8根列地址选择线,32根行地址选择线,32 8 =256个存储单元,译码方式,单译码,双译码,-n位地址构成 2n 条地址线。若n=10，则有1024条地址线,- 将地址分成两部分，分别由行译码器和列译码器共同译码 其输出为存储矩阵的行列选择线，由它们共同确定欲选择 的地址单元。,若给出地址A7-A0=001 00001，将选中哪个存储单元读/写？,若容量为2564 的存储器，有256个字，8根地址线A7-A0，但其数据线有4根，每
7、字4位。,8根列地址选择线,32根行地址选择线,1024个存储单元,若给出地址A7-A0 = 000 11111，哪个单元的内容可读/写？,（2） 存储矩阵,静态RAM存储单元（SRAM）-以六管静态存储单元为例,基本RS触发器,Xi =0，T5、T6截止，触发器与位线隔离。,T1-T6构成一个存储单元。T3、T4为负载，T1、T2为基本RS触发器。,来自行地址译码器的输出,（2） 存储矩阵,Xi =1，T5、T6导通，触发器与位线接通。,Yj =1，T7 、T8均导通，触发器的输出与数据线接通，该单元数据可传送。,来自列地址译码器的输出,静态RAM存储单元（SRAM）-以六管静态存储单元为例
8、,来自行地址译码器的输出,（3）片选信号与读/写控制电路,当CS=0时，选中该单元. 若R/W=1，三态门1、2关, 3开，数据通过门3传到I/O口，进行读操作；,当CS=1时，三态门均为高阻态，I/O口与RAM内部隔离。,当Xi和Yi中有一消失，该单元与数据线联系被切断，由于互锁作用，信息将被保存。,若R/W=0，门1、2开，门3关，数据将从I/O口通过门1、2，向T7、T8写入，进行写操作。,RAM存储容量的扩展,1. 位数 （字长）的扩展,D0 D1 D2 D3,D12 D13 D14 D15,例1 用4K4位的RAM扩展为4K16位的RAM,即该芯片,2. 字数的扩展,字数的扩展可利用
9、外加译码器控制存储器芯片的片选输入端CS来实现。,假设某芯片的存储容量为： 8K 8 （即8192字8位）。,数据线共有：,地址线共有：,13 根（ A12A0 ）,8根（D7D0）,2. 字数的扩展,例2 将8K8位的RAM扩展为32K8位的RAM,3. 字数、位数同时扩展,例3 用2564的RAM扩展为1K8位的RAM,高四位,低四位,介绍 RAM MCM6264,该芯片是摩托罗拉公司生产的静态RAM，28脚双列直插封装。,1024 4位RAM（2114）的结构框图,4096个存储单元排列成6464列的矩阵,输入/输出控制电路,参考资料：,故其容量为：1024字4位（又称为1K 4）,RAM2114共有10根地址线，4根数据线。,