数字逻辑(罗勇军)第四章.pptxVIP

第4章存储逻辑4.1特殊存储器4.2随机读写存储器RAM4.3只读存储器ROM4.4FLASH存储器4.5存储器容量的扩充

存储逻辑是时序逻辑和组合逻辑相结合的产物。能够存储m×n个二进制比特数的逻辑电路叫做存储器。与存储器相比，特殊存储部件如：寄存器堆、寄存器队列、寄存器堆栈是由寄存器组成。特点：存储容量小，逻辑结构简单，工作速度快。寄存器和存储器区别：类似于一维数组与二维数组的区别。4.1特殊存储器

4.1.1寄存器堆一个寄存器是由n个触发器或锁存器按并行方式输入且并行方式输出构成。当要存储更多的字时，需要使用集中的寄存器组逻辑结构：寄存器堆。它实际上是一个容量极小的存储器。向寄存器写数或读数，必须先给出寄存器的地址。读/写工作是分时进行的。逻辑结构图原理示意图

4.1.2寄存器队列寄存器队列是以FIFO（先进先出）方式用若干个寄存器构建的小型存储部件。

4.1.3寄存器堆栈进栈：数据由通用寄存器压进栈时，必须先传送到栈顶寄存器；再有新数据进栈，原栈顶寄存器送到下一寄存器，新数据进入栈顶寄存器。即栈顶寄存器总存放最近进栈的数据。出栈：出栈时，相反，栈顶寄存器的数据先弹出到通用寄存器。即出栈的数据总是最近进入的数据。寄存器堆栈是以LIFO（后进先出）方式用若干个寄存器构建的小型存储部件。

从工艺上，RAM分为双极型和MOS型两类。从机理上，RAM分为SRAM存储器和DRAM存储器两类。RAM属于易失性存储器（断电后信息会丢失）。寄存器堆等特殊存储部件只存放有限的几个数据，本节所述半导体随机读写存储器（简称RAM），可存放大量的数据。4.2随机读写存储器RAM

4.2.1RAM的逻辑结构主体是存储矩阵，另有地址译码器和读写控制电路两大部分。存储矩阵：若干排成阵列形式的存储元（每个存储元能存储一个比特）。存储单元：由一组有序排列的存储元组成，存储的基本单位。只能对一个存储单元进行读写操作。不能对一个存储元进行读写操作。存储器的容量：由存储元的总数目决定。

21存储器按存储矩阵组织方式不同，可分为：单译码结构和双译码结构。每个存储元只有一条选择线（字线）。单译码结构需要一个译码器。单译码结构（也称字结构）：每次读／写时，选中一个字的所有存储元。4354.2.2地址译码方法

4.2.2地址译码方法读操作

4.2.2地址译码方法写操作

双译码结构01每个存储元有两条选择线?。能读写存储元：行选线X和列选线Y有效时的交叉点存储元。03双译码结构容易构成大容量存储器。目前使用的RAM和EPROM，都使用双译码形式05两个地址译码器。02双译码结构RAM：需要有X（行地址）和Y（列地址）。044.2.2地址译码方法

4.2.2地址译码方法读操作

4.2.2地址译码方法写操作

4.2.3SRAM存储器SRAM存储元SRAM存储器：静态随机读写存储器，与DRAM存储器不同之处在存储元电路的机理不一样。SRAM存储元，用一个锁存器构成。

4.2.3SRAM存储器/CS=0：芯片被选中，可以进行读／写操作/WE=0：执行存储单元写操作，输入缓冲器被打开，输出缓冲器被关闭（两者互锁）2、SRAM存储器结构芯片的位数：字长1位、4位、8位、16位、32位、64位等。32K×8位SRAM芯片逻辑图与内部结构图。

4.2.3SRAM存储器/WE=1：执行存储单元读操作，输入缓冲器被关闭，输出缓冲器被打开。

01DRAM存储器：动态随机读写存储器。03优点：非常简单，集成度高，位成本较低。05措施：必须及时补充电荷，这种过程叫做刷新或再生。02DRAM存储器的存储元不使用锁存器，而是用１个小电容器。04缺点：超过一定周期，电容电荷泄漏而可能丢失所存信息。4.2.4DRAM存储器

4.2.4DRAM存储器DRAM存储元的基本操作

4.2.4DRAM存储器DRAM基本结构1M×1位DRAM存储器框图

只读存储器简称ROM，它只能读出不能写入。ROM的最大优点是具有不易失性，即使电源断电，ROM中存储的数据不会丢失，因而在计算机系统中得到了广泛的应用。01ROM分为：掩模ROM和可编程ROM两类。02掩模式只读存储器（ROM）：这类ROM所存的数据，在芯片制造过程中就确定了，使用时只能读出，不能改变。优点是可靠性高，集成度高。缺点是不能改写。这种器件只能专用，用户可向厂家定做。034.3只读存储器ROM

一次编程只读存储器（PROM）：在产品出厂时，所有存储元均置成全0或全1，用户根据需要可自行将某些存储元改为1或0。1多次改写编程的只读存储器，这类ROM有EPROM，E2PROM。2可编程ROM又可以分为两类：4.3只读存储器ROM

4.3.1掩模ROM掩模ROM的阵列结构和存储元大部