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1、第9章存储器与可编程逻辑器件第第第第9 9 9 9章章章章 存储器与可编程逻辑器件存储器与可编程逻辑器件存储器与可编程逻辑器件存储器与可编程逻辑器件主要内容：主要内容：9.1 只读存储器只读存储器 9.2 随机存取存储器随机存取存储器 9.3 可编程逻辑器件可编程逻辑器件第9章存储器与可编程逻辑器件目的和要求：目的和要求：1 1、掌握只读存储器的原理和分析；、掌握只读存储器的原理和分析；2、重点掌握重点掌握ROMROM的原理和应用；的原理和应用；3 3、掌握随机存储存储器的原理和应用；、掌握随机存储存储器的原理和应用；4 4、重点掌握、重点掌握RAMRAM原理及其应用；原理及其应用；5 5、掌
2、握可编程逻辑器件原理及其应用；、掌握可编程逻辑器件原理及其应用；6 6、重点掌握、重点掌握PLDPLD器的原理和应用。器的原理和应用。第9章存储器与可编程逻辑器件9.1 9.1 只读存储器只读存储器ROM的分类的分类掩膜ROM：不能改写。PROM：只能改写一次。EPROM：可以改写多次。存储器的分类存储器的分类RAM：在工作时既能从中读出（取出）信息，又能随时写入（存入）信息，但断电后所存信息消失。ROM：在工作时只能从中读出信息，不能写入信息，且断电后其所存信息在仍能保持。第9章存储器与可编程逻辑器件9.1.1 9.1.1 ROMROM的结构的结构存储容量字线数存储容量字线数位线数位线数NM
3、（位）位）存储单存储单元地址元地址第9章存储器与可编程逻辑器件9.1.2 ROM的工作原理的工作原理二极管与门阵列二极管或门阵列第9章存储器与可编程逻辑器件第9章存储器与可编程逻辑器件结合电路图及上表可以看出，接有二极管的交叉点存1，末接二极管的交叉点存0。存储单元是存1还是存0，完全取决于只读存储器的存储需要，设计和制造时已完全确定，不能改变；而且信息存入后，即使断开电源，所存信息也不会消失。所以，只读存储器又称为固定存储器。存储内容存储内容第9章存储器与可编程逻辑器件ROM的阵列图的阵列图第9章存储器与可编程逻辑器件接有三极管的交叉点存接有三极管的交叉点存1，末接三极管的交叉点存，末接三极
4、管的交叉点存0。第9章存储器与可编程逻辑器件接有场效应管的交叉点存接有场效应管的交叉点存1，末接场效应管，末接场效应管的交叉点存的交叉点存0。第9章存储器与可编程逻辑器件EPROM的存储单元的存储单元第9章存储器与可编程逻辑器件9.1.3 ROM的应用的应用1、用、用ROM实现组合逻辑函数实现组合逻辑函数例例 用ROM实现下列一组逻辑函数。解 （1）列真值表）列真值表第9章存储器与可编程逻辑器件（2）选择合适的）选择合适的ROM，对照真值表画出逻对照真值表画出逻辑函数的阵列图。辑函数的阵列图。第9章存储器与可编程逻辑器件2、用、用ROM作函数运算表作函数运算表用ROM构成能实现函数yx2的运算
5、表电路。例例设x的取值范围为015的正整数，则对应的是4位二进制正整数，用BB3B2B1B0表示。根据yx2可算出y的最大值是152225，可以用8位二进制数YY7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y0表示。由此可列出YB2即yx2的真值表。第9章存储器与可编程逻辑器件真真值值表表第9章存储器与可编程逻辑器件阵列图阵列图第9章存储器与可编程逻辑器件3、用、用ROM作字符发生器电路作字符发生器电路用用ROM存储字符存储字符Z第9章存储器与可编程逻辑器件9.2 随机存取存储器随机存取存储器随机存取存储器随机存取存储器RAM是由许许多多的基本寄存器组合起来构成的大规模集成电路。RAM中的每个寄存器称为一个字，
6、寄存器中的每一位称为一个存储单元。寄寄寄寄存存存存器器器器的的的的个个个个数数数数（字字字字数数数数）与与与与寄寄寄寄存存存存器器器器中中中中存存存存储储储储单单单单元元元元个个个个数数数数（位位位位数数数数）的的的的乘乘乘乘积积积积，叫叫叫叫做做做做RAMRAM的的的的容容容容量量量量。按照RAM中寄存器位数的不同，RAM有多字1位和多字多位两种结构形式。在多字1位结构中，每个寄存器都只有1位，例如一个容量为10241位的RAM，就是一个有1024个1位寄存器的RAM。多字多位结构中，每个寄存器都有多位，例如一个容量为2564位的RAM，就是一个有256个4位寄存器的RAM。9.2.1 9.
7、2.1 RAMRAM的结构的结构第9章存储器与可编程逻辑器件由大量寄存器由大量寄存器构成的矩阵构成的矩阵用以决定访问用以决定访问哪个字单元哪个字单元用以决定芯片是否工作用以决定对用以决定对被选中的单元被选中的单元是读还是写是读还是写读出及写入读出及写入数据的通道数据的通道第9章存储器与可编程逻辑器件容量为2564 RAM的存储矩阵存储单元存储单元1024个存储单元排成个存储单元排成32行行32列的矩阵列的矩阵每根行选择线选择一行每根列选择线选择一个字列Y11，X21，位于X2和Y1交叉处的字单元可以进行读出或写入操作，而其余任何字单元都不会被选中。第9章存储器与可编程逻辑器件地址的选择通过地址
8、译码器来实现。地址译码器由行译码器和列译码器组成。行、列译码器的输出即为行、列选择线，由它们共同确定欲选择的地址单元。2564 RAM存储矩阵中，256个字需要8位地址码A7A0。其中高3位A7A5用于列译码输入，低5位A4A0用于行译码输入。A7A0=00100010时，Y1=1、X2=1，选中X2和Y1交叉的字单元。000100 0 1第9章存储器与可编程逻辑器件集成集成2kB8位位RAM6116写入控制端片选端输出使能端第9章存储器与可编程逻辑器件9.2.2 9.2.2 9.2.2 9.2.2 RAMRAMRAMRAM容量的扩展容量的扩展容量的扩展容量的扩展位位扩扩展展将地址线、读写线和
9、片选线对应地并联在一起输入输出（I/O）分开使用作为字的各个位线第9章存储器与可编程逻辑器件字扩展字扩展输入输出（I/O）线并联要增加的地址线A10A12与译码器的输入相连，译码器的输出分别接至8片RAM的片选控制端第9章存储器与可编程逻辑器件9.3 9.3 可编程逻辑器件可编程逻辑器件9.3.1 PLD的基本结构的基本结构的基本结构的基本结构PLD的基本结构的基本结构门电路的简化画法门电路的简化画法第9章存储器与可编程逻辑器件9.3.2 9.3.2 PLDPLD分类分类第9章存储器与可编程逻辑器件1、用、用PROM实现组合逻辑函数实现组合逻辑函数9.3.3 9.3.3 PLDPLD应用应用例
10、例用PROM实现下列一组函数第9章存储器与可编程逻辑器件真真值值表表第9章存储器与可编程逻辑器件阵阵列列图图第9章存储器与可编程逻辑器件用用PLA实现逻辑函数的基本原理实现逻辑函数的基本原理是基于函数的最简与或表达式是基于函数的最简与或表达式例例用PLA实现下列一组函数2 2、用、用PLAPLA实现组合逻辑函数实现组合逻辑函数第9章存储器与可编程逻辑器件化化简简阵阵列列图图第9章存储器与可编程逻辑器件本章小结本章小结 (1)半导体存储器是现代数字系统尤其是计算机中的重要组成部分，有只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM)两大类，当前主要是用MOS工艺制造的大规模集成电路。存储器的存储容量
11、用存储的二进制数的字数与每个字的位数的乘积来表示。存储器容量的扩展有位数的扩展和字数的扩展两种方式，通过扩展位数和字数，可以组成大容量的存储器。(2)ROM是一种非易失性的存储器。由于信息写入方式的不同，ROM可分为MROM、PROM、EPROM、EEPROM。从逻辑电路构成的角度来看，ROM是由与门阵列(地址译码器)和或门阵列(存储矩阵)构成的组合逻辑电路。因此，可用ROM来实现各种组合逻辑函数，也可用ROM来构成各种函数运算表电路或各种字符发生电路。第9章存储器与可编程逻辑器件 (3)RAM是一种时序逻辑电路，具有记忆功能。RAM内存储的信息会因断电而消失，因而是一种易失性的存储器。RAM有SRAM和DRAM两种类型，SRAM用触发器记忆数据，DRAM靠MOS管栅极电容存储信息。因此，在不停电的情况下，SRAM的信息可以长久保持，而DRAM则必须定期刷新。(4)PLD是近期发展起来的新型大规模数字集成电路。PLD的最大特点是用户可以通过编程来设定其逻辑功能，因而PLD比通用的集成电路具有更大的灵活性，特别适合于新产品的开发。目前已开发出来的PLD器件及其开发系统种类很多，结构及性能各异。系统开发时，要根据所设计的目标选择合适的PLD器件及适当的开发系统来完成PLD的设计工作。第9章存储器与可编程逻辑器件本章作业本章作业 习题九习题九9-1、3、4、9