《第9章大规模集成电路精选PPT.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第9章大规模集成电路精选PPT.ppt（38页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第9章大规模集成电路第1页，本讲稿共38页主要要求：主要要求：了解了解 ROM 的类型和结构，理解其工作原理。的类型和结构，理解其工作原理。了解集成了解集成 EPROM 的使用。的使用。理解理解字、位、存储容量字、位、存储容量等概念。等概念。9.1只读存储器只读存储器了解半导体存储器的了解半导体存储器的作用、类型与特点作用、类型与特点。第2页，本讲稿共38页例例如如计计算算机机中中的的自自检检程程序序、初初始始化化程程序序便便是是固固化化在在 ROM 中中的的。计计算算机机接接通通电电源源后后，首首先先运运行行它它，对对计计算算机机硬硬件件系系统统进进行行自自检检和和初初始始化化，自自检检通通
2、过过后后，装装入入操操作作系系统统，计计算算机机才才能能正正常常工工作。作。二、二、半导体存储器的类型与特点半导体存储器的类型与特点 只读存储器只读存储器(ROM，即即Read-Only Memory)随机存取存储器随机存取存储器(RAM，即即Random Access Memory)RAM 既既能能读读出出信信息息又又能能写写入入信信息息。它它用用于于存存放放需需经经常常改改变变的的信信息息，断断电电后后其其数数据据将将丢丢失失。常常用用于于存存放放临临时时性性数数据据或或中中间间结果。结果。例如例如 计算机内存就是计算机内存就是 RAM ROM 在在工工作作时时只只能能读读出出信信息息而而
3、不不能能写写入入信信息息。它它用用于于存存放放固固定定不不变变的的信信息息，断断电电后后其其数数据据不不会会丢丢失失。常常用用于于存存放放程程序序、常常数数、表格等。表格等。一、一、半导体存储器的作用半导体存储器的作用 存放二值数据存放二值数据 第3页，本讲稿共38页按按数数据据写写入入方方式式不不同同分分掩模掩模 ROM 可编程可编程 ROM(Programmable ROM，简称，简称 PROM)可擦除可擦除 EPROM(Erasable PROM，简称，简称 EPROM)电可擦除电可擦除 E2PROM(Electrically EPROM，简称，简称 E2PROM)一、一、ROM 的类型
4、及其特点的类型及其特点 写写入入的的数数据据可可电电擦擦除除，用用户户可可以以多多次次改写存储的数据。使用方便。改写存储的数据。使用方便。其其存存储储数数据据在在制制造造时时确确定定，用用户户不能改变。用于批量大的产品。不能改变。用于批量大的产品。其其存存储储数数据据由由用用户户写写入入。但但只只能能写一次。写一次。写写入入的的数数据据可可用用紫紫外外线线擦擦除除，用用户户可可以多次改写存储的数据。以多次改写存储的数据。第4页，本讲稿共38页二、二、ROM 的结构和工作原理的结构和工作原理 4 4 二极管二极管 ROM 的结构和工作原理动画演示的结构和工作原理动画演示(一一)存储矩阵存储矩阵
5、由存储单元按字由存储单元按字(Word)和位和位(Bit)构成的距阵构成的距阵 由存储距阵、地址译码器由存储距阵、地址译码器(和读出电路和读出电路)组成组成 第5页，本讲稿共38页4 4 存储矩阵结构示意图存储矩阵结构示意图 W3W2W1W0D3D2D1D0字字线线位线位线字线与位线的交叉点字线与位线的交叉点即为即为存储单元存储单元。每个存储单元可以存每个存储单元可以存储储 1 位二进制数。位二进制数。交叉处的圆点交叉处的圆点 “”表示存储表示存储“1”；交；交叉处无圆点表示存储叉处无圆点表示存储“0”。当某字线被选中时，相当某字线被选中时，相应存储单元数据从位线应存储单元数据从位线 D3 D
6、0 输出。输出。单击鼠标请看演示单击鼠标请看演示 10 1 110 1 1从位线输出的每组二进制代码称为一个字。一个字中含有的从位线输出的每组二进制代码称为一个字。一个字中含有的存储单元数称为字长，即字长存储单元数称为字长，即字长=位数。位数。W31.存储矩阵的结构与工作原理存储矩阵的结构与工作原理 第6页，本讲稿共38页2.存储容量及其表示存储容量及其表示用用“M”表示表示“1024 K”，即，即 1 M=1024 K=210 K=220。2.存储容量及其表示存储容量及其表示 指存储器中存储单元的数量指存储器中存储单元的数量 例如，一个例如，一个 32 8 的的 ROM，表示它有，表示它有
7、32 个字，个字，字长为字长为 8 位，存储容量是位，存储容量是 32 8=256。对于大容量的对于大容量的 ROM常用常用“K”表示表示“1024”，即，即 1 K=1024=210 ；例如，一个例如，一个 64 K 8 的的 ROM，表示它有，表示它有 64 K 个字，个字，字长为字长为 8 位，存储容量是位，存储容量是 64 K 8=512 K。一般用一般用“字数字数 字长字长(即位数即位数)”表示表示第7页，本讲稿共38页3.存储单元结构存储单元结构3.存储单元结构存储单元结构 (1)固定固定 ROM 的存储单元结构的存储单元结构 二极管二极管 ROM TTL-ROM MOS-ROM
8、Wi Dj Wi Dj VCC Wi Dj+VDD 1接半导体管后成为储接半导体管后成为储 1 单元；单元；若不接半导体管，则为储若不接半导体管，则为储 0 单元。单元。第8页，本讲稿共38页(2)PROM 的存储单元结构的存储单元结构 PROM 出厂时，全部熔丝都连通，存储单元的内容为出厂时，全部熔丝都连通，存储单元的内容为全全 1(或全或全 0)。用户可借助编程工具将某些单元改写为。用户可借助编程工具将某些单元改写为 0 (或或 1),这只要将需储这只要将需储 0(或或 1)单元的熔丝烧断即可。单元的熔丝烧断即可。熔丝烧断后不可恢复，因此熔丝烧断后不可恢复，因此 PROM 只能一次编程。只
9、能一次编程。二极管二极管 ROM TTL-ROM MOS-ROM Wi Dj Wi Dj VCC Wi Dj+VDD 1熔丝熔丝熔丝熔丝熔丝熔丝第9页，本讲稿共38页(3)可擦除可擦除 PROM 的存储单元结构的存储单元结构 EPROM 利利用用编编程程器器写写入入数数据据，用用紫紫外外线线擦擦除除数数据据。其其集集成成芯芯片片上上有有一一个个石石英英窗窗口口供供紫紫外外线线擦擦除除之之用用。芯芯片片写写入入数数据据后后，必必须用不透光胶纸将石英窗口密封，以免破坏芯片内信息。须用不透光胶纸将石英窗口密封，以免破坏芯片内信息。E2PROM 可可以以电电擦擦除除数数据据，并并且且能能擦擦除除与与写
10、写入入一一次次完完成成，性性能更优越。能更优越。用一个特殊的浮栅用一个特殊的浮栅 MOS 管替代熔丝。管替代熔丝。第10页，本讲稿共38页刚才介绍了刚才介绍了ROM中的存储距阵，中的存储距阵，下面将学习下面将学习ROM中的地址译码中的地址译码器。器。(二二)地址译码器地址译码器(二二)地址译码器（地址译码器（P264P264）从从 ROM 中中读读出出哪哪个个字字由由地地址址码码决决定定。地地址址译译码码器器的的作作用用是是：根根据据输输入入地地址址码码选选中中相相应应的的字字线线，使使该该字内容通过位线输出。字内容通过位线输出。例如，某例如，某 ROM 有有 4 位地址码，则可选择位地址码，
11、则可选择 24=16 个字。个字。设输入地址码为设输入地址码为 1010，则字线，则字线 W10 被选中，该被选中，该 字内容通过位线输出。字内容通过位线输出。存储矩阵中存存储矩阵中存储单元的编址储单元的编址方式方式单译码编址方式单译码编址方式双译码编址方式双译码编址方式适用于小容适用于小容量存储器。量存储器。适用于大容适用于大容量存储器。量存储器。第11页，本讲稿共38页 又称单译码编址方式或单地址寻址方式又称单译码编址方式或单地址寻址方式D1D7地地址址译译码码器器0,01,031,031,10,11,1A0A1A431,70,71,7W0W1W31D0单地址译码方式单地址译码方式 32
12、8 存储器的结构图存储器的结构图1.单地址译码方式单地址译码方式一个一个 n 位地址码的位地址码的 ROM 有有 2n 个字，对应个字，对应 2n 根字线，根字线，选中字线选中字线 Wi 就选中了该字的所有位。就选中了该字的所有位。32 8 存储矩阵排成存储矩阵排成 32 行行 8 列，每一行对应一个字，每一列对应列，每一行对应一个字，每一列对应 32 个字的同一位。个字的同一位。32 个字需要个字需要 5 根地址输入线。当根地址输入线。当 A4 A0 给出一个给出一个地址信号时，便可选中相应字的所有存储单元。地址信号时，便可选中相应字的所有存储单元。例如，当例如，当 A4 A0=00000
13、时，选中字线时，选中字线 W0，可将，可将(0，0)(0，7)这这 8 个基本存储单元的内容同时读出。个基本存储单元的内容同时读出。基本单元为基本单元为 存储单元存储单元第12页，本讲稿共38页A5A7行行地地址址译译码码器器W0W1W15W31W16W17A0A1A3W255W240W241X0X1X15A4双地址译码方式双地址译码方式 256 字存储器的结构图字存储器的结构图A2列列地地址址译译码码器器A6Y1Y15Y0又称双译码编址方式或双地址寻址方式又称双译码编址方式或双地址寻址方式地址码分成行地址码和列地址码两组地址码分成行地址码和列地址码两组2.双地址译码方式双地址译码方式基本单元
14、基本单元为字单元为字单元例如例如 当当 A7 A0=00001111 时，时，X15 和和 Y0 地址线均地址线均 为高电平，字为高电平，字W15 被选中，其存储内容被读出。被选中，其存储内容被读出。若采用单地址译码方式，则需若采用单地址译码方式，则需 256 根内部地址线。根内部地址线。256 字存储器需要字存储器需要 8 根地址线，分为根地址线，分为 A7 A4 和和 A3 A0 两组。两组。A3 A0 送入行地址译码器，产生送入行地址译码器，产生 16 根行地址线根行地址线(Xi)；A7 A4 送入列地送入列地址译码器，产生址译码器，产生 16 根列地址线根列地址线(Yi)。存储矩阵中的
15、某个字能否被选。存储矩阵中的某个字能否被选中，由行、列地址线共同决定。中，由行、列地址线共同决定。第13页，本讲稿共38页三、集成三、集成 EPROM 举例举例 27 系系列列 EPROM 是是最最常常用用的的 EPROM，型型号号从从 2716、2732、2764 一一直直到到 27C040。存存储储容容量量分分别别为为 2K 8、4K 8一一直直到到 512K 8。下下面面以以 Intel 2716 为为例例，介绍其功能及使用方法。介绍其功能及使用方法。第14页，本讲稿共38页VCCIntel 2716A8A9VPPOEA10CSD7D6D5D4D3A7A6A5A4A3A2A1A0D0D1
16、D2GND123456789101112242322212019181716151413 A10 A0 为地址码输入端。为地址码输入端。D7 D0 为数据线，工作时为数为数据线，工作时为数据输出端，编程时为写入数据输入据输出端，编程时为写入数据输入端。端。VCC 和和 GND：+5 V 工作电源和工作电源和地。地。VPP 为编程高电平输入端。编程时加为编程高电平输入端。编程时加+25 V 电压，工作时加电压，工作时加+5 V 电压。电压。(一一)引脚图及其功能引脚图及其功能 CS 有两种功能：有两种功能：(1)工作时为片选使能端，低电工作时为片选使能端，低电 平有效。平有效。CS=0 时，芯片
17、被时，芯片被 选中，处于工作状态。选中，处于工作状态。(2)编程时为编程脉冲输入端。编程时为编程脉冲输入端。OE 为允许数据输出端，低电为允许数据输出端，低电平有效。平有效。OE=0 时，允许读出数时，允许读出数据；据；OE=1 时，不能读出数据。时，不能读出数据。存储容量为存储容量为 2 K 字字 第15页，本讲稿共38页(二二)由由 CS、OE 和和 VPP 的不同状态，确定的不同状态，确定 2716 的下列的下列 5 种工作方式种工作方式(1)读方式：读方式：当当 CS=0、OE=0，并有地址码输入时，并有地址码输入时，从从 D7 D0 读出读出该地址单元的数据。该地址单元的数据。(2)
18、维持方式：当维持方式：当 CS=1 时，数据输出端时，数据输出端 D7 D0 呈高阻呈高阻 隔离态隔离态，此时芯片处于维持状态，电源电，此时芯片处于维持状态，电源电 流下降到维持电流流下降到维持电流 27 mA 以下。以下。第16页，本讲稿共38页(3)编程方式：编程方式：OE=1，在，在 VPP 加入加入 25 V 编程电压，在地址编程电压，在地址 线上输入单元地址，数据线上输入要写入的线上输入单元地址，数据线上输入要写入的 数据后，在数据后，在 CS 端送入端送入 50 ms 宽的编程正脉宽的编程正脉 冲冲，数据就被写入到由地址码确定的存储单数据就被写入到由地址码确定的存储单 元中。元中。
19、(4)编程禁止：编程禁止：在编程方式下，如果在编程方式下，如果 CS 端不送入编程正脉端不送入编程正脉 冲，冲，而保持低电平，则芯片不能被编程，此时为编而保持低电平，则芯片不能被编程，此时为编程禁止方式，数据端为高阻隔离态。程禁止方式，数据端为高阻隔离态。(5)编程检验：编程检验：当当 VPP=+25 V，CS 和和 OE 均为有效电平时，均为有效电平时，送入地址码，可以读出相应存储单元中的送入地址码，可以读出相应存储单元中的 数据，以便检验。数据，以便检验。第17页，本讲稿共38页主要要求：主要要求：了解了解 RAM 的类型、结构和工作原理。的类型、结构和工作原理。了解了解 RAM 和和 R
20、OM 的异同的异同。9.3 随机存取存储器随机存取存储器 第18页，本讲稿共38页一、一、RAM 的结构、类型和工作原理的结构、类型和工作原理 地地址址译译码码器器存储矩阵存储矩阵读读/写控制电路写控制电路2n m RAM 的结构图的结构图 A0A0An-1I/O0I/O1I/Om-1R/WCS第19页，本讲稿共38页RAM 与与 ROM 的比较的比较 相相同同处处 都含有地址译码器和存储矩阵都含有地址译码器和存储矩阵 寻址原理相同寻址原理相同 相相异异处处 ROM 的存储矩阵是或阵列，的存储矩阵是或阵列，是组合逻辑电路是组合逻辑电路。ROM 工作时工作时只能读出不能写入。掉电后数据只能读出不
21、能写入。掉电后数据 不会丢失不会丢失。RAM 的存储矩阵由触发器或动态存储单元构的存储矩阵由触发器或动态存储单元构 成，成，是时序逻辑电路是时序逻辑电路。RAM 工作时工作时能读出，能读出，也能写入也能写入。读或写由读。读或写由读/写控制电路进行控制。写控制电路进行控制。RAM 掉电后数据将丢失掉电后数据将丢失。第20页，本讲稿共38页RAM 分类分类静态静态 RAM(即即 Static RAM，简称，简称 SRAM)动态动态 RAM(即即 Dynamic RAM，简称，简称 DRAM)DRAM 存存储储单单元元结结构构简简单单，集集成成度度高高，价价格格便便宜宜，广广 泛泛 地地 用用 于于
22、 计计 算算 机机 中中，但但 速速 度度 较较慢，且需要慢，且需要刷新刷新及读出放大器等外围电路。及读出放大器等外围电路。DRAM 的的存存储储单单元元是是利利用用 MOS 管管具具有有极极高高的的输输入入电电阻阻，在在栅栅极极电电容容上上可可暂暂存存电电荷荷的的特特点点来来存存储储信信息息的的。由由于于栅栅极极电电容容存存在在漏漏电电，因因此此工工作作时时需要周期性地对存储数据进行刷新。需要周期性地对存储数据进行刷新。SRAM 存储单元结构较复杂，集存储单元结构较复杂，集成度较低，但速度快。成度较低，但速度快。第21页，本讲稿共38页二、集成二、集成 RAM 举例举例 A0 A9 为地址码
23、输入端。为地址码输入端。4 个个 I/O 脚为双向数据线，用脚为双向数据线，用于读出或写入数据。于读出或写入数据。VDD 接接+5 V。R/W 为读为读/写控制端。当写控制端。当 R/W=1 时，从时，从 I/O 线读出数据；当线读出数据；当 R/W=0 时，将从时，将从 I/O 线输入的数线输入的数据写入据写入RAM。VDDIntel 2114A7A8A9I/OI/OI/OI/OR/WA6A5A4A3A0A1A2CSGND1234567891817161514131211101 K 4 位位 SRAM Intel 2114 引脚图引脚图信号与信号与 TTL 电平兼容。电平兼容。CS 为片选控
24、制端，低电平有为片选控制端，低电平有效。效。CS=1 时，读时，读/写控制电路处写控制电路处于禁止状态，不能对芯片进行读于禁止状态，不能对芯片进行读/写操作。当写操作。当 CS=0 时，允许芯片时，允许芯片读读/写操作。写操作。存储矩阵有存储矩阵有 1 K 个字，每个字个字，每个字 4 位。位。1K=1024=210，故需，故需 10 根地址输入线。根地址输入线。第22页，本讲稿共38页主要要求：主要要求：了解可编程逻辑器件的基本结构与类型。了解可编程逻辑器件的基本结构与类型。9.2可编程逻辑器件简介可编程逻辑器件简介第23页，本讲稿共38页一、可编程逻辑器件的概念与特点一、可编程逻辑器件的概
25、念与特点 是由编程来确定其逻辑功能的器件。是由编程来确定其逻辑功能的器件。Programmable Logical Device，简称，简称 PLD 逻辑电路的设计和测试均可在计算机上实现，设逻辑电路的设计和测试均可在计算机上实现，设计成功的电路可方便地下载到计成功的电路可方便地下载到 PLD，因而研制周期短、，因而研制周期短、成本低、效率高，使产品能在极短时间内推出。成本低、效率高，使产品能在极短时间内推出。用用 PLD 实现的电路容易被修改。这种修改通过对实现的电路容易被修改。这种修改通过对 PLD 重新编程实现，可以不影响其外围电路。因此，其重新编程实现，可以不影响其外围电路。因此，其产
26、品的维护、更新都很方便。产品的维护、更新都很方便。PLD 使硬件也能象软件一使硬件也能象软件一样实现升级，因而被认为是硬件革命。样实现升级，因而被认为是硬件革命。较复杂的数字系统能用较复杂的数字系统能用1 1片或数片片或数片 PLD 实现，因而，实现，因而，应用应用 PLD 生产的产品轻小可靠。此外，生产的产品轻小可靠。此外，PLD 还具有硬件还具有硬件加密功能。加密功能。应用应用 PLD 设计电路时，需选择合适的软件工具。设计电路时，需选择合适的软件工具。第24页，本讲稿共38页二、可编程逻辑器件的基本结构二、可编程逻辑器件的基本结构PLD 的的 基基 本本 结结 构构 图图输输入入电电路路
27、与与阵阵列列输输出出电电路路或或阵阵列列输输入入项项乘乘积积项项或或项项输输入入输输出出二、可编程逻辑器件的基本结构二、可编程逻辑器件的基本结构输入缓冲电路用以输入缓冲电路用以产生输入变量的原变量产生输入变量的原变量和反变量，并提供足够和反变量，并提供足够的驱动能力。的驱动能力。输入缓冲电路输入缓冲电路(a)一般画法一般画法 (b)PLD 中的习惯画法中的习惯画法(a)(b)AAAAAA第25页，本讲稿共38页由由多多个个多多输输入入与与门门组组成成，用用以以产产生生输输入入变变量量的的各各乘乘积项。积项。例例如如 CABCCABBAW7=ABCABCW0=与阵列与阵列PLD 的的 基基 本本
28、 结结 构构 图图输输入入电电路路与与阵阵列列输输出出电电路路或或阵阵列列输输入入项项乘乘积积项项或或项项输输入入输输出出二、可编程逻辑器件的基本结构二、可编程逻辑器件的基本结构第26页，本讲稿共38页PLD 器件中连接的习惯画法器件中连接的习惯画法固定连接固定连接 可编程连接可编程连接 断开连接断开连接PLD 中与门和或门的习惯画法中与门和或门的习惯画法(a)(b)YCABCBAACBYYYCBA1第27页，本讲稿共38页由多个多输入由多个多输入与门组成，用以产与门组成，用以产生输入变量的各乘生输入变量的各乘积项。积项。PLD 的的 基基 本本 结结 构构 图图输输入入电电路路与与阵阵列列输
29、输出出电电路路或或阵阵列列输输入入项项乘乘积积项项或或项项输输入入输输出出CABCCABBAW7=ABCABCW0=与与阵阵列列的的PLD 习惯画法习惯画法二、可编程逻辑器件的基本结构二、可编程逻辑器件的基本结构第28页，本讲稿共38页由图可得由图可得 Y1=ABC+ABC+ABC Y2=ABC+ABC Y3=ABC+ABC例例如如 ABCY3Y2Y1与阵列与阵列或阵列或阵列PLD 的的 基基 本本 结结 构构 图图输输入入电电路路与与阵阵列列输输出出电电路路或或阵阵列列输输入入项项乘乘积积项项或或项项输输入入输输出出由多个多输入由多个多输入或门组成，用以产或门组成，用以产生或项，即将输入生或
30、项，即将输入的某些乘积项相加。的某些乘积项相加。二、可编程逻辑器件的基本结构二、可编程逻辑器件的基本结构第29页，本讲稿共38页 由由 PLD 结构可知，从输出端可得到输入变量的结构可知，从输出端可得到输入变量的乘积项之和，因此可实现任何组合逻辑函数。再配以乘积项之和，因此可实现任何组合逻辑函数。再配以触发器，就可实现时序逻辑函数。触发器，就可实现时序逻辑函数。PLD 的的 基基 本本 结结 构构 图图输输入入电电路路与与阵阵列列输输出出电电路路或或阵阵列列输输入入项项乘乘积积项项或或项项输输入入输输出出PLD 的的输输出出回回路路因因器器件件的的不不同同而而有有所所不不同同，但但总体可分为固
31、定输出和可组态输出两大类。总体可分为固定输出和可组态输出两大类。二、可编程逻辑器件的基本结构二、可编程逻辑器件的基本结构第30页，本讲稿共38页 (一一)按可编程部位分类按可编程部位分类类型类型与阵列与阵列 或阵列或阵列 输出电路输出电路PROM(即可编程即可编程 ROM)固固 定定可编程可编程固固 定定PLA(即即 ProgrammableLogic Array，可编程逻辑阵列，可编程逻辑阵列)可编程可编程 可编程可编程固定固定PAL(即即 ProgrammableArray Logic，可编程阵列逻辑，可编程阵列逻辑)可编程可编程固固 定定固固 定定GAL(即即Genetic Array
32、Logic，通用阵列逻辑通用阵列逻辑)可编程可编程固固 定定可组态可组态 PROM、PAL 和和 GAL 只有一种阵列可编程，称为只有一种阵列可编程，称为半场可编程逻辑器件，半场可编程逻辑器件，PLA 的与阵列和或阵列均可编程，的与阵列和或阵列均可编程，称为全场可编程逻辑器件。称为全场可编程逻辑器件。三、可编程逻辑器件的类型三、可编程逻辑器件的类型目前多用目前多用 GAL。因为。因为 GAL 可重复编程、工作速度高、价格低、可重复编程、工作速度高、价格低、具有强大的编程工具和软件支撑，并且用可编程的输出逻辑宏单元取具有强大的编程工具和软件支撑，并且用可编程的输出逻辑宏单元取代了固定输出电路，因
33、而功能更强。代了固定输出电路，因而功能更强。第31页，本讲稿共38页通常简称通常简称HDPLD 阵列型阵列型 HDPLD 主要优点：速度快，实现数据处理能力强；主要优点：速度快，实现数据处理能力强；FPGA 主主要优点：容量大，实现逻辑控制的能力强。要优点：容量大，实现逻辑控制的能力强。低密度低密度 PLD高密度高密度 PLD(即即 High Density PLD，简，简 称称HDPLD)阵列型阵列型 HDPLD 现场可编程门阵列现场可编程门阵列HDPLD 集成度集成度 1000门的门的PLD称为称为HDPLD(二二)按集成密度分类按集成密度分类 Field Programmable Gat
34、e Array，简称，简称 FPGA。PROM、PLA、PAL 和和 GAL 均属低密度均属低密度 PLD。第32页，本讲稿共38页ISP 器件由于密度和性能持续提高，价格持续降低，器件由于密度和性能持续提高，价格持续降低，开发工具不断完善，因此正得到越来越广泛的应用。开发工具不断完善，因此正得到越来越广泛的应用。在系统可编程逻辑器件在系统可编程逻辑器件普通普通 PLD普通普通 PLD 需要使用编程器进行编程，需要使用编程器进行编程，而而 ISP 器件不需要编程器。器件不需要编程器。(三三)按编程方式分类按编程方式分类即即 In-System Programmable PLD (简称简称 is
35、pPLD)第33页，本讲稿共38页半半导导体体存存储储器器由由许许多多存存储储单单元元组组成成，每每个个存存储储单单元元可可存存储储一一位位二二进进制制数数。根根据据存存取取功功能能的的不不同同，半半导导体体存存储储器器分分为为只只读读存存储储器器(ROM)和和随随机机存存取取存存储储器器(RAM)，两两者者的的存存储储单单元元结结构构不不同同。ROM 属属于于大大规规模模组组合合逻逻辑辑电电路路，RAM 属属于于大大规规模模时时序序逻逻辑辑电电路路。本本 章章 小小 结结第34页，本讲稿共38页ROM 用用于于存存放放固固定定不不变变的的数数据据，存存储储内内容容不不能能随随意意改改写写。工
36、工作作时时，只只能能根根据据地地址址码码读读出出数数据据。断断电电后后其其数数据据不不会会丢丢失失。ROM有有固固定定 ROM(又又称称掩掩膜膜 ROM)和和可可编编程程 ROM之之分分。固固定定 ROM 由由制制造造商商在在制制造造芯芯片片时时，用用掩掩膜膜技技术术向向芯芯片片写写入入数数据据，而而可可编编程程 ROM 则则由由用用户户向向芯芯片片写写入入数数据据。可可编编程程 ROM 又又分分为为一一次次可可编编程程的的 PROM 和和可可重重复复改改写写、重重复复编编程程的的 EPROM 和和 E2PROM。EPROM 为为电电写写入入紫紫外外擦擦除除型型，E2PROM 为为电电写写入入
37、电电擦擦除除型型，后后者者比比前前者者快快捷捷方方便便。可可编编程程 ROM 都都要要用用专专用用的的编编程程器器对对芯芯片片进进行行编编程程。第35页，本讲稿共38页RAM 由由存存储储矩矩阵阵、译译码码器器和和读读/写写控控制制电电路路组组成成。它它可可以以读读出出数数据据或或改改写写存存储储的的数数据据，其其读读、写写数数据据的的速速度度很很快快。因因此此，RAM 多多用用于于需需要要经经常常更更换换数数据据的的场场合合，最最典典型型的的应应用用就就是是计计算算机机中中的的内内存。但是，存。但是，RAM 断电后数据将丢失断电后数据将丢失。RAM 可可位位扩扩展展或或字字扩扩展展，也也可可
38、位位、字字同同时时扩扩展展。通通过过扩扩展展，可可由由多多片片小小容容量量的的 RAM 构构成成大大容容量量的存储器。的存储器。第36页，本讲稿共38页RAM 有有静静态态 RAM和和动动态态 RAM 之之分分。静静态态 RAM(即即SRAM)的的存存储储单单元元为为触触发发器器，工工作作时时不不需需刷刷新新，但但存存储储容容量量较较小小。动动态态 RAM(即即 DRAM)的的存存储储单单元元是是利利用用 MOS 管管具具有有极极高高的的输输入入电电阻阻(1010 )、在在栅栅极极电电容容上上可可暂暂存存电电荷荷的的特特点点来来存存储储信信息息的的，由由于于栅栅极极电电容容存存在在漏漏电电，因因此此工工作作时时需需要要周周期期性性的的对对存存储储数数据据进进行行刷新。刷新。第37页，本讲稿共38页作业：P269一1、2、3、45、6、7、8、10第38页，本讲稿共38页