數(shù)字邏輯(第7章).ppt

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1、第七章大規(guī)模集成電路半導(dǎo)體存儲(chǔ)器概述ROM大規(guī)模集成電路知識(shí)結(jié)構(gòu)圖RAM存儲(chǔ)器容量擴(kuò)展定義分類技術(shù)指標(biāo)可編程邏輯器件概述FPLAPALGAL特點(diǎn)分類圖形符號(hào)第一節(jié)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器概述只讀存儲(chǔ)器（ROM)隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM)存儲(chǔ)器容量的擴(kuò)展用存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)媒介有多種，應(yīng)用范圍也非常廣泛。軟磁盤磁帶硬盤內(nèi)存條光盤優(yōu)盤數(shù)碼相機(jī)用SM卡存儲(chǔ)容量存儲(chǔ)器包含基本存儲(chǔ)單元的總數(shù)。一個(gè)基本存儲(chǔ)單元能存儲(chǔ)１位(Bit)的信息，即一個(gè)0或一個(gè)1。存儲(chǔ)器的讀寫操作是以字為單位的，每一個(gè)字可包含多個(gè)位。例如：字?jǐn)?shù)：字長：每次可以讀(寫)二值碼的個(gè)數(shù)總?cè)萘看嫒∷俣确从炒鎯?chǔ)器的工

2、作速度，通常用讀(或?qū)?周期來描述。半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的主要技術(shù)指標(biāo)一、掩模只讀存儲(chǔ)器（又稱固定ROM）特點(diǎn)：出廠時(shí)已經(jīng)固定，用戶不能不能更改，適合大量生產(chǎn);結(jié)構(gòu)簡單，便宜，非易失性。1.ROM的構(gòu)成只讀存儲(chǔ)器ROM字線容量=字線×位線位線二、舉例地址數(shù)據(jù)A1A0D3D2D1D0000101011011100100111110A0~An-1W0W(2n-1)D0Dm存儲(chǔ)矩陣的每個(gè)交叉點(diǎn)是一個(gè)“存儲(chǔ)單元”，存儲(chǔ)單元中有器件存入“1”，無器件存入“0”存儲(chǔ)器的容量：“字?jǐn)?shù)x位數(shù)”7.2.2可編程ROM（PROM）總體結(jié)構(gòu)與掩模ROM一樣，但存儲(chǔ)單元不同三、可擦除可編程ROM（EP

3、ROM）（自學(xué)）1、紫外線擦除的可編程ROM（UVEPROM）寫入：浮柵不帶電荷，在D-S間加高壓(20-25V)后，漏極PN結(jié)雪崩擊穿，在Gc加高壓脈沖，吸引高速電子穿越SiO2到達(dá)Gf，形成注入負(fù)電荷。擦除：用紫外線或X射線照射，產(chǎn)生電子－空穴對(duì)，提供泄放通道。不能實(shí)現(xiàn)字擦除（只擦一個(gè)或一些字）功能。保存時(shí)間：在不受光線干擾的情況下，可保存10年。SIMOS管（疊柵注入MOS管）利用浮柵是否累積有負(fù)電荷來存儲(chǔ)二值數(shù)據(jù)。由大量寄存器構(gòu)成的矩陣用以決定訪問哪個(gè)字單元用以決定芯片是否工作用以決定對(duì)被選中的單元是讀還是寫讀出及寫入數(shù)據(jù)的通道隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM地址譯碼器方法:單

4、譯碼結(jié)構(gòu)－n位地址構(gòu)成2n條地址線當(dāng)?shù)刂反a有效時(shí)，只對(duì)應(yīng)一條字選擇線有效，選擇連到該字選擇線上的所有存儲(chǔ)元，在讀/寫命令控制下，同時(shí)從位線（數(shù)據(jù)線）上讀出數(shù)據(jù)或?qū)懭霐?shù)據(jù)。被選中的存儲(chǔ)元一定是當(dāng)X選擇線和Y選擇線有效時(shí)交叉點(diǎn)的那個(gè)存儲(chǔ)元，然后對(duì)該存儲(chǔ)元進(jìn)行讀出和寫入操作。地址譯碼器方法:雙譯碼結(jié)構(gòu)－由行譯碼器和列譯碼器共同譯碼，輸出為存儲(chǔ)矩陣的行列選擇線共同確定欲選擇的地址單元。一、靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器（SRAM）1、結(jié)構(gòu)與工作原理二、SRAM的存儲(chǔ)單元六管N溝道增強(qiáng)型MOS管7.4存儲(chǔ)器容量的擴(kuò)展7.4.1位擴(kuò)展方式適用于每片RAM,ROM字?jǐn)?shù)夠用而位數(shù)不夠時(shí)接法：將各片的地

5、址線、讀寫線、片選線并聯(lián)即可例：用八片1024x1位→1024x8位的RAM7.4.2字?jǐn)U展方式適用于每片RAM,ROM位數(shù)夠用而字?jǐn)?shù)不夠時(shí)1024x8RAM例：用四片256x8位→1024x8位RAM000111011011101101111110輸入／輸出（I/O）線并聯(lián)要增加的地址線A8～A9與譯碼器的輸入相連，譯碼器的輸出分別接至4片RAM的片選控制端例1:有256×4位芯片，問地址線多少位，數(shù)據(jù)線多少位？例2:使用256×4位芯片組成1024×4位存儲(chǔ)器，問需要多少芯片?例3:使用256×4位芯片組成256×16位存儲(chǔ)器，問需要多少芯片?例4:使用256×4位

6、芯片組成2048×32位存儲(chǔ)器，問需要多少芯片?用存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)依據(jù)：ROM是由與陣列和或陣列組成的組合邏輯電路。１．將與陣列地址端A0～An當(dāng)作邏輯函數(shù)的輸入變量，則可在地址譯碼器輸出端（即字線）上產(chǎn)生全部最小項(xiàng)；２．或陣列的輸出（位線）是將與之相連字線上的信息相或以后作為輸出的，因此在數(shù)據(jù)輸出端可獲得有關(guān)最小項(xiàng)相或的表達(dá)式。結(jié)論：ROM有幾個(gè)數(shù)據(jù)輸出端，即可獲得幾個(gè)邏輯函數(shù)的輸出。方法：列出函數(shù)的真值表，直接畫出存儲(chǔ)矩陣的陣列圖。？回顧與思考：譯碼器實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)的方法及步驟？舉例第七章習(xí)題一、判斷1.RAM由若干位存儲(chǔ)單元組成，每個(gè)存儲(chǔ)單元可存放一位二進(jìn)

7、制信息。（√）2.動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器需要不斷地刷新，以防止電容上存儲(chǔ)的信息丟失。（√）3.用2片容量為16K×8的RAM構(gòu)成容量為32K×8的RAM是位擴(kuò)展。（×）4.所有的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器在運(yùn)行時(shí)都具有讀和寫的功能。（×）5.ROM和RAM中存入的信息在電源斷掉后都不會(huì)丟失。（×）6.存儲(chǔ)器字?jǐn)?shù)的擴(kuò)展可以利用外加譯碼器控制數(shù)個(gè)芯片的片選輸入端來實(shí)現(xiàn)。（√）7.PROM的或陣列（存儲(chǔ)矩陣）是可編程陣列。（√）8.ROM的每個(gè)與項(xiàng)（地址譯碼器的輸出）都一定是最小項(xiàng)。（√）二、選擇1.一個(gè)容量為1K×8的存儲(chǔ)器有BD個(gè)存儲(chǔ)單元。A.8B.8KC.