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第七章 半导体存储器 一． RAM的基本结构 由存储矩阵、地址译码器、读写控制器、输入/输出控制、片选控制等几部分组成。 1. 存储矩阵 图中，1024个字排列成32×32的矩阵。 为了存取方便，给它们编上号。 32行编号为X0、X1、…、X31， 32列编号为Y0、Y1、…、Y31。 这样每一个存储单元都有了一个固定的编号，称为地址。 2．地址译码器——将寄存器地址对应的二进制数译成有效的行选信号和列选信号，从而选中该存储单元。 4. 片选及输入/输出控制电路 当选片信号CS＝1时，G5、G4输出为0，三态门G1、G2、G3均处于高阻状态，I/O端与存储器内部完全隔离，存储器禁止读/写操作，即不工作。 二. RAM的工作时序（以写入过程为例） 写入操作过程如下： （1）欲写入单元的地址加到存储器的地址输入端； （2）加入有效的选片信号CS； （3）将待写入的数据加到数据输入端。 （3）在R/W 线上加低电平，进入写工作状态； （4）让选片信号CS无效，I/O端呈高阻态。 三． RAM的容量扩展 1．位扩展 用8片1024（1K）×1位RAM构成的1024×8位RAM系统。 2．字扩展 四、RAM芯片简介(6116) 7.2 只读存储器(ROM) （2）一次性可编程ROM（PROM）。出厂时，存储内容全为1（或全为0），用户可根据自己的需要编程，但只能编程一次。 二．ROM的结构及工作原理 二极管固定ROM举例 （2）输出信号表达式 1.作函数运算表电路 【例7.2—1】试用ROM构成能实现函数y=x2的运算表电路，x的取值范围为0～15的正整数。 例7.2—1真值表 Y7=m12+m13+m14+m15 【解】 （1）写出各函数的标准与或表达式： 按A、B、C、D顺序排列变量，将Y1、Y2、Y4扩展成为四变量逻辑函数。 （2）选用16×4位ROM，画存储矩阵连线图： 四．EPROM举例——2764 五.ROM容量的扩展 例：用8片2764扩展成64k×8位的EPROM： 本章小节 7.2 只读存储器（ROM） RAM的基本结构 RAM的存储单元 RAM的容量扩展 RAM的芯片介绍 ROM的分类 ROM的结构及工作原理 ROM的应用 ROM的容量扩展 7.1 随机存取存储器（RAM） 存储器——用以存储二进制信息的器件。 半导体存储器的分类： 根据使用功能的不同，半导体存储器可分为两大类： （1）随机存取存储器（RAM）也叫做读/写存储器。既能方便地读出所存数据，又能随时写入新的数据。RAM的缺点是数据易失，即一旦掉电，所存的数据全部丢失。 （2）只读存储器（ROM）。其内容只能读出不能写入。 存储的数据不会因断电而消失，即具有非易失性。 存储器的容量：存储器的容量=字长（n）×字数（m） 存储器的基本概念 7.1 随机存取存储器（RAM） 例如，输入地址码A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0=0000000001，则行选线 X1＝1、列选线Y0＝1，选中第X1行第Y0列的那个存储单元。 采用双译码结构。 行地址译码器：5输入32输出，输入为A0、A1 、…、A4， 输出为X0、X1、…、X31； 列地址译码器：5输入32输出，输入为A5、A6 、…、A9，输出为Y0、Y1、…、Y31， 这样共有10条地址线。 3． RAM的存储单元 例： 六管NMOS静态存储单元 存储 单元 （1）写入过程： 例如写入“1” （2）读出过程： 例如 读出“1” T1、T2为NMOS非门， T3、T4也为NMOS非门， 两个非门交叉连接组成 基本触发器存储数据。 T5、T6为门控管。 T7、T8是每一列共用的门控管。 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 当CS＝0时，芯片被选通：当R/W＝1时，G5输出高电平，G3被打开，被选中的单元所存储的数据出现在I/O端，存储器执行读操作； 当R/W ＝0时，G4输出高电平，G1、G2被打开，此时加在I/O端的数据以互补的形式出现在内部数据线上，存储器执行写操作。 例：用8片1K×8位RAM构成的8K×8位RAM。 6116为2K×8位的静态CMOSRAM 1 0 0 CS 片选 × 0 × OE 输出使能 × 1 0 WE 读/写控制 × 稳定 稳定 A0 ～ A10 地址码输入 高 阻 态 输 出 输 入 D0 ～ D7 输 出 工作模式 低功耗维持 读 写 6116的功能表 A0～A10是地址码输入端， D0～D7是数据输出端， C