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1、第第12章章 半导体存储器半导体存储器 半导体存储器的分类及性能指标半导体存储器的分类及性能指标 ROM、RAM的分类、电路结构与工作的分类、电路结构与工作原理原理 RAM存储器的扩展存储器的扩展 可编程逻辑器件的基本结构可编程逻辑器件的基本结构 PROM、PLA、PAL、GAL的结构特点的结构特点 12.1.1 概述概述能存储大量二值信息的器件。能存储大量二值信息的器件。半导体存储器的性能指标半导体存储器的性能指标 （1）存储容量存储容量存储容量存储容量=存储器单元数存储器单元数每单元二进制位数每单元二进制位数 （2）存取速度存取速度存取时间存取时间：存取时间是指启动一次存储器操作到完成该操
2、作所用的时间。 存取周期存取周期：存取周期是指连续两次独立的存储器操作之间的最小时间间隔。 （3）可靠性）可靠性（4）功耗）功耗 12.1.2 只读存储器只读存储器 一、基本结构与工作原理一、基本结构与工作原理ROM的电路结构框图的电路结构框图 ROM的电路结构图的电路结构图 存储容量存储容量=字线数字线数位线数位线数2nb（位）（位） 二、二、ROM的分类的分类（1）掩膜只读存储器）掩膜只读存储器ROM出厂时已经固定，不能更改，适合大量生产出厂时已经固定，不能更改，适合大量生产（2）可编程只读存储器）可编程只读存储器PROM用户在使用前一次性写入信息，写入后只能读出，用户在使用前一次性写入信
3、息，写入后只能读出，不能修改。不能修改。 （3）光可擦除可编程只读存储器）光可擦除可编程只读存储器EPROM（4）电可擦除可编程只读存储器）电可擦除可编程只读存储器E2PROM12.1.3 随机存储器随机存储器一、一、RAM的结构与工作原理的结构与工作原理2RAM的分类的分类 随机存取存储器根据存储原理又可分为静态随机存随机存取存储器根据存储原理又可分为静态随机存储器（储器（SRAM）和动态随机存储器（）和动态随机存储器（DRAM）。）。 SRAM存放的信息在不停电的情况下能长时间保留存放的信息在不停电的情况下能长时间保留不变，状态稳定。只要不掉电，保存信息就不会丢失。不变，状态稳定。只要不掉
4、电，保存信息就不会丢失。 DRAM电路简单，集成度高，但其中保存的内容即电路简单，集成度高，但其中保存的内容即使在不掉电的情况下，隔一定时间之后也会自动消失。使在不掉电的情况下，隔一定时间之后也会自动消失。 12.1.4 存储器容量的扩展存储器容量的扩展1. 位扩展位扩展适用于每片适用于每片RAM,ROM字数够用而位数不够时字数够用而位数不够时接法：将各片的地址线、读写线、片选线并联即可接法：将各片的地址线、读写线、片选线并联即可2. 字扩展方式字扩展方式适用于每片适用于每片RAM,ROM位数够用而字数不够时位数够用而字数不够时SCWRAAOIOI片选信号：片选信号：写信号：写信号：读读地址线
5、：地址线：数据线：数据线：/70701024 x 8RAM70OIOI.9870AAAA,.WRWRA,A,AAOIOI写写信信号号：读读地地址址线线：数数据据线线：/987070用用16K8位芯片组成位芯片组成64K8位的位的RAM存储器的框存储器的框图图 。 12.2.1 概述概述 可编程逻辑器件可编程逻辑器件PLD（Programable Logic Device）是允许用户编程来实现所需逻辑功能的电路，是允许用户编程来实现所需逻辑功能的电路，般可利般可利用计算机辅助设计，即用原理图、状态机、硬件描述语用计算机辅助设计，即用原理图、状态机、硬件描述语言（言（VHDL）等方法来表示设计思想
6、，经过一系列编译）等方法来表示设计思想，经过一系列编译或转换程序，生成相应的目标文件，再由编程器或下载或转换程序，生成相应的目标文件，再由编程器或下载电缆将设计文件配置到目标器件中，这时的可编程逻辑电缆将设计文件配置到目标器件中，这时的可编程逻辑器件就可作为满足用户要求的专用集成电路使用了器件就可作为满足用户要求的专用集成电路使用了 。 12.2.2 可编程逻辑器件的基本结构可编程逻辑器件的基本结构 1PLD电路的表示方法电路的表示方法 不可编程不可编程 可编程可编程 没有连接没有连接 PLD电路中门电路的习惯画电路中门电路的习惯画 2PLD电路的基本结构电路的基本结构 SPLD的结构框图的结
7、构框图 （1）PROM结构结构 （2）PLA结构结构 （3）PAL结构结构 （4）GAL结构结构 n例例 分别用的分别用的PROM和和PLA设计一位全加器电路。设计一位全加器电路。解：解： IIIOIIIIBCABACCABCCBACBACBAS)7653()7421 (,mABCBCACABCBAC,mABCCBACBACBASIIIIOIIII用用PROM实现实现 用用PLA实现实现 12.2.3 可编程逻辑器件的编程技术可编程逻辑器件的编程技术 1熔丝（熔丝（Fuse）技术）技术 2反熔丝技术反熔丝技术 3浮栅型电可写紫外线擦除编程技术浮栅型电可写紫外线擦除编程技术 此类器件在此类器件在
8、CMOS管的浮栅与漏极间有一薄氧化层区，管的浮栅与漏极间有一薄氧化层区，其厚度为其厚度为10m15m，可产生隧道效应。编程（写入），可产生隧道效应。编程（写入）时，漏极接地，栅极加时，漏极接地，栅极加20V的脉冲电压，衬底中的电子将的脉冲电压，衬底中的电子将通过隧道效应进入浮栅，浮栅管正常工作时处于截止状通过隧道效应进入浮栅，浮栅管正常工作时处于截止状态，脉冲消除后，浮栅上的电子可以长期保留；若将其态，脉冲消除后，浮栅上的电子可以长期保留；若将其控制栅极接地，漏极加控制栅极接地，漏极加20V的脉冲电压，浮栅上的电子又的脉冲电压，浮栅上的电子又将通过隧道效应返回衬底，则使该管正常工作时处于导将通过隧道效应返回衬底，则使该管正常工作时处于导通状态，达到对该管擦除的目的。通状态，达到对该管擦除的目的。 4浮栅型电可写电擦除编程技术（浮栅型电可写电擦除编程技术（E2PROM） 本章结束本章结束