第7章 半导体存储器和可编程逻辑器件.pdf

17.2 可编程逻辑器件7.1 半导体存储器第7章半导体存储器和可编程逻辑器件PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 2集成度高(体积小);可靠性高;功耗小;价格低;外围电路简单且易于接口;便于自动化批量生产7.1 半导体存储器大规模集成电路——LSI器件LSI:Large Scale Integration一、LSI器件的特点：PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 3二、LSI器件的类型：1.按结构分：双极型TTLSTTLLSTTL注入逻辑（多极电极的晶体管逻辑)I2L:特点：工作速度快，功耗大，价格高MOS型 NMOSCMOS特点：集成度高，功耗小，价格低用于大容量存储系统，如微机内存PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 4通用型：常用的、已标准化、系列化的存储器、微处理器、单片机等专用型：仅用于某些专门设备，如门阵列三.半导体存储器：定义：用半导体器件来存储二值信息的LSI器件叫半导体存储器主要用于计算机和某些数字系统中，存放程序、数据、资料等）2.按应用分：PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 5四.半导体存储器的分类：1.按制作工艺分：双极型、MOS型2.按存取方式分：顺序存取存储器（SAM:Sequential Access Memory )随机存取存储器（RAM: Random Access Memory )只读存储器（ROM: Read Only Memory )PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 6v存储容量位(bit)字(byte)存储容量:(字数) ×(位数)五. 半导体存储器的主要技术指标v存取时间（读/写周期）PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 77.1.2 顺序存取存储器（SAM）1、动态CMOS反相器VDDvOCTGCPRCPvI＋＋－ －PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 82、动态CMOS移存单元 VDDC2TG2CPCPVDDC1TG1CPCP主 从1位3、1024位动态移存器示意图0 1 2 1023··· 串出串入CPCP1位动态移存单元PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 9PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 10FILO型SAM···R/W CPCPI/O0 O0EN1EN1m位双向移位寄存器Om－1···SL/SRCPO0EN1EN1m位双向移位寄存器Om－1···SL/SR···I/O33、顺序存取存储器（SAM）FIFO型SAMPDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 117.1.3 只读存储器ROMROM定义：固定存储器，将需要长期存放的程序、表格、函数、常数、符号等数据固化在ROM存储器内.正常工作时只能读出，不能写入。

掉电不消失•PROM: 熔断法，PN结击穿法EPROM: 允许改写几百次E2PROM:允许改写100～10000次Flash Memory: 快闪存储器PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 12由三部分组成：地址译码器（完全译码方式）、存储矩阵、输出电路例1.分析4×4位二极管固定ROM.1. 固定ROM的结构PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 13111111D0A1A0D1D2D3+VCCEN ENW1W0 W2 W3R R R RRRRR字线位线D0A1A0D1D2D311与阵列或阵列≥1& & & &≥1≥1≥1PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 14111111011101100010000000D0D1D2D3A0A1ROM地址与输出的关系D0A1A0D1D2D3110101310010132101013220101323AAAAWWDAAAAWWDAAAAWWDAAAAWWD+=+=+=+=+=+=+=+=PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 15ROM阵列图：11A0A1 W3W0 W1W2 字线位线与阵列或阵列D0D3D2D1····· ····· ·· ·· ··PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 164. ROM在组合逻辑设计中的应用vROM中的地址译码器实际上是与门阵列，存储矩阵 实际上是或门阵列v用ROM实现组合逻辑函数的步骤：1）将输入变量作为地址输入变量，字线与最小项相对应，绘出与阵列；2）位线作为逻辑函数的输出。

列出该函数的真值表；3）将全部最小项相或，由真值表对应画出或阵列（存储矩阵）；PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 17例.用ROM阵列实现组合逻辑函数：CABCABA)C,B,A(F)7.6.4.3()C,B,A(F2m1++==∑解6543127643m1mmmmmCABCABA)C,B,A(Fmmmm)7.6.4.3()C,B,A(F++++=++=+++==∑PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 1811BA W3W0W1 W2字线位线与阵列或阵列 F2F1·········· ·· ····ROM阵列图1C· ···W7W4W5W6··· ··· ·· ·· · ··PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 19例2.用ROM阵列实现一位全加器0 01 01 00 11 00 10 1 1 10 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1F COCI A B)7.6.5.3(ABCIBACIBACO)7.4.2.1(CIBACIBACIABCIBAFmm∑=+⋅+⋅=∑=⋅+⋅+⋅+⋅=PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 2011ACi W3W0W1 W2字线位线与阵列或阵列 COF·········· ·· ···ROM阵列图1B· ···W7W4W5W6··· ··· ·· ···· ·PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 21例 用PROM构成将4位二进制码转换成循环码的码制转换电路解 列出4位二进制码转换成循环码的真值表W151111W71110W140111W60110W131011W51010W120011W40010W111101W31100W100101W20100W91001W11000W80001W00000WiWiB2B3 B1 B0 G2G3 G1 G0 B2B3 B1 B0 G2G3 G1 G00010101011100110010011001000000000011001110101010111111110110011PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 221 1 1 1&≥1 ≥1 ≥1 ≥1B3 B2 B1 B0G3 G2 G1 G0W0W1W2W3W4W5 W6W7W8W9W10W11W12W13W14W154位将二进制码转换成循环码的PROM阵列图16 ×4的PROMPDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 23例 用PROM构成1位全加器解 列出1位全加器真值表10010110Si11111011110100011110001001000000COiBiAiCIi-1PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 241 1 1&≥1 ≥1 ≥1 ≥1Cii-1 Ai BiSi COiW0W1W2W3W4W5 W6W7实现1位全加器的PROM阵列图PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 257.1.4 随机存取存储器RAM一.定义：随时随机对任意一个单元直接存、取信息。

特点：①读、写方便，使用灵活；②掉电信息易消失二.结构：RAM由存储矩阵、地址译码器、读/写控制电路（I/0电路）三部分组成地址译码器存储矩阵读/写控制电路数据输入/输出(I/O)CSWR /地址输入RAM的结构框图PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 26(行)地址译码器(列)地址译码器xy存储矩阵读写控制电路I/OA0A1AiAn-1 Ai＋1Ai＋2读写(R/W)片选(CS)······ ···例1、256×1的RAM示意图:分析：存储容量为256 bit（28＝256）行地址A3 A2 A1 A0 ；列地址A7 A6 A5 A4其中：AB（地址线）：8根DB（数据线）：1根CB（控制线）：2根当A7 ～A0从00000000到11111111时，分别选中第0号字～第255号字进行读、写操作PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 271048576(1024K=1M)20524288(512K)19262144(256K)18131072(128K)1765536(64K)1632768(32K)1516384(16K)148192(8K)134096(4K)122048(2K)111024(1K)10可寻址数2n地址码位数n地址码位数与寻址数关系其中：地址位数n，可寻址数2nPDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 28三、RAM的扩展1、RAM集成片HM6264CMOS静态RAM芯片，8K字×8位R/WCS1 CS2OE存储容量：64K地址线AB ：13根（8K=213字）数据线DB ：8根（8位）（I/O0～I/O7）控制线CB ：4根：片选读写控制输出允许端12345678910111213142827262524232221201918171615NCA12A7A6A5A4A3A2A1A0A8A9A11I/O0I/O1I/O2I/O5I/O4I/O3I/O7I/O6A10R/WCS1CS2OEGNDVDDHM6264HM6264外引脚排列图PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 29I/O7 I/O1I/O0 VDDA1。