存储器复杂可编程器件和现场可编程门阵列课件.pptVIP

第七章存储器、复杂可编程器件和现场可编程门阵列1

第七章存储器、复杂可编程器件和现场可编程门阵列§7.1只读存储器§7.2随机存取存储器§7.3复杂可编程逻辑器件§7.4现场可编程门阵列2

概述存储器是用来存储二值数字信息的大规模集成电路，是进一步完善数字系统功能的重要部件。它实际上是将大量寄存器按一定规律结合起来的整体，可以被比喻为一个由许多房间组成的大旅馆。每个房间有一个号码（地址码），每个房间内有一定内容（一个二进制数码，又称为一个“字”）。半导体存储器可分为两大类：(1)只读存储器(ROM)(2)读写存储器(RAM)3

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）4

§7.1只读存储器(ROM)一．ROM的分类按照数据写入方式特点不同，ROM可分为以下几种：（1）固定ROM。厂家把数据写入存储器中，用户无法进行任何修改。（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。（3）光可擦除可编程ROM（EPROM）。采用浮栅技术生产的可编程存储器。其内容可通过紫外线照射而被擦除，可多次编程。（4）电可擦除可编程ROM（E编程ROM，但是构成其存储单元的是隧道MOS管，是用电擦除，并且擦除的速度要快的多（一般为毫秒数量级）。EPROM的电擦除过2PROM）。也是采用浮栅技术生产的可2程就是改写过程，它具有ROM的非易失性，又具备类似RAM的功能，可以随时改写（可重复擦写1万次以上）。（5）快闪存储器（FlashMemory）。也是采用浮栅型MOS管，存储器中数据的擦除和写入是分开进行的，数据写入方式与EPROM相同，一般一只芯片可以擦除/写入100次以上。5

二．ROM的结构及工作原理1.ROM的内部结构由地址译码器和存储矩阵组成。6

D3D2D1D0K:输出控制端字线输出电路AA10A1W3W2W1译码AA10AA10A0器AA存储矩阵10W0位线-VCC7

DDDD3210给出任意一个地址码，译码器与之对应的字线变为高电平，进而从位线上便可输出四位数字量。字线K:输出控制端AAA110译AA10码AA10A0AA器10位线地址内容AADDDD-VCC103210000011010101100101图中存储器的内容如左表1110108

W0W1W2地址译码器2.ROM的基本工作原理：由地址译码器A1A0≥1≥1≥1≥1D3W3和或门存储矩阵组成。D2D1例：存储容量为4×4的ROMD09

VCC...二极管固定ROM举例（1）电路组成：..与门阵列.....1...1.（译码器）由二极管与门和或门构成。A1..1....W与门阵列组成译码器，或门阵列构成存储阵列。1A0W2W3W01......字线.输出缓冲器D3D3位D2ENEN....或门阵列......D2D1线.......D1..（编码器）END0D0EN10EN

（2）输出信号表达式与门阵列输出表达式：或门阵列输出表达式：（3）ROM存储内容的真值表11

VCC...二极管固定ROM举例（1）电路组成：..与门阵列.....1...1.（译码器）由二极管与门和或门构成。A1..1....W与门阵列组成译码器，或门阵列构成存储阵列。1A0W2W3W01......字线.输出缓冲器D3D3位D2ENEN....或门阵列......D2D1线.......D1..（编码器）END0D0EN12EN

（2）输出信号表达式与门阵列输出表达式：或门阵列输出表达式：（3）ROM存储内容的真值表13

+VCC左图是使用MOS管的ROM矩阵：字线和位线间有MOS管的单元存储“0”，无W3W2W1W0MOS管的单元存储“1”。D3D1D0D214

在前面介绍的两种存储器中，其存储单元中的内容在出厂时已被完全固定下来，使用时不能变动，称为固定ROM。有一种可编程序的ROM，在出厂时全部存储“1”，用户可根据需要将某些单元改写为“0”,然而只能改写一次，称其为PROM。字线若将熔丝烧断，位线该单元则变