第16章存储器和可编程逻辑器件

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1、第16章存储器和可编程逻辑器件16.1只读存储器（ROM）16.2随机存取存储器（RAM）16.3可编程逻辑器件（PLD）16.1只读存储器（ROM）返回1.固定ROM只读存储器所存储的内容一般是固定不变的，正常工作时只能读数，不能写入，并且在断电后不丢失其中存储的内容，故称为只读存储器。ROM组成：地址译码器存储矩阵输出电路图16-1ROM结构方框图地址译码器有n个输入端，有2n个输出信息，每个输出信息对应一个信息单元，而每个单元存放一个字，共有2n个字（W0、W1、…W2n-1称为字线）。每个字有m位，每位对应从D0、D1、…Dm-1

2、输出（称为位线）。存储器的容量是2n×m(字线×位线)。ROM中的存储体可以由二极管、三极管和MOS管来实现。图16-2二极管ROM图16-3字的读出方法在对应的存储单元内存入的是1还是0，是由接入或不接入相应的二极管来决定的。存储矩阵为了便于表达和设计，通常将图16-2简化如图16-4所示。图16-44×4ROM阵列图有存储单元地址译码器图16-2二极管ROM16.2随机存取存储器（RAM）随机存取存储器又叫随机读/写存储器，简称RAM，指的是可以从任意选定的单元读出数据，或将数据写入任意选定的存储单元。优点：读写方便，使用灵活。缺点：

3、掉电丢失信息。分类：SRAM（静态随机存取存储器）DRAM（动态随机存取存储器）1.RAM的结构和读写原理（1）RAM的结构框图图8-1RAM的结构框图I/O端画双箭是因为数据即可由此端口读出，也可写入①存储矩阵共有28（＝256）行×24（＝16）列共212（＝4096）个信息单元（即字）每个信息单元有k位二进制数（1或0）存储器中存储单元的数量称为存储容量（＝字数×位数k）。②地址译码器行地址译码器：输入8位行地址码，输出256条行选择线（用x表示）列地址译码器：输入4位列地址码，输出16条列选择线（用Y表示）③读写控制电路当R/W=

4、0时，进行写入(Write)数据操作。当R/W=1时，进行读出(Read)数据操作。图16-6RAM存储矩阵的示意图2564（256个字，每个字4位）RAM存储矩阵的示意图。如果X0＝Y0＝1，则选中第一个信息单元的4个存储单元，可以对这4个存储单元进行读出或写入。（2）RAM的读写原理（以图8－1为例）当CS=０时，RAM被选中工作。若A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0=000000000000表示选中列地址为A11A10A9A8=0000、行地址为A7A6A5A4A3A2A1A0=00000000的存储单元。此时只有

5、X0和Y0为有效，则选中第一个信息单元的k个存储单元，可以对这k个存储单元进行读出或写入。若此时R/W＝1，则执行读操作，将所选存储单元中的数据送到I/O端上。若此时R/W=0时，进行写入数据操作。当CS=1时，不能对RAM进行读写操作，所有端均为高阻态。（3）RAM的存储单元按工作原理分为：静态存储单元：利用基本RS触发器存储信息。保存的信息不易丢失。动态存储单元：利用MOS的栅极电容来存储信息。由于电容的容量很小，以及漏电流的存在，为了保持信息，必须定时给电容充电，通常称为刷新。2.静态读写存储器（SRAM）集成电路6264简介采用C

6、MOS工艺制成，存储容量为8K×8位，典型存取时间为100ns、电源电压＋5V、工作电流40mA、维持电压为2V，维持电流为2μA。8K=213，有13条地址线A0~A12；每字有８位，有８条数据线I/O0～I/O7；图16-76264引脚图四条控制线表8-１6264的工作方式表3.Intel2114A是1K字×4位SRAM，它是双列直插18脚封装器件，采用5V供电，与TTL电平完全兼容。4.Intel2116是16K×1位动态存储器（DRAM），是典型的单管动态存储芯片。它是双列直插16脚封装器件，采用+12V和±5V三组电源供电，其逻

7、辑电平与TTL兼容。存储器的应用1.存储器容量的扩展存储器的容量：字数×位数⑴位扩展（即字长扩展）：将多片存储器经适当的连接，组成位数增多、字数不变的存储器。方法：用同一地址信号控制n个相同字数的RAM。返回例：将256×1的RAM扩展为256×8的RAM。将8块256×1的RAM的所有地址线和CS（片选线）分别对应并接在一起，而每一片的位输出作为整个RAM输出的一位。256×8RAM需256×1RAM的芯片数为：图8-10RAM位扩展将256×1的RAM扩展为256×8的RAM⑵字扩展将多片存储器经适当的连接，组成字数更多，而位数不变的

8、存储器。例：由1024×8的RAM扩展为4096×8的RAM。共需四片1024×8的RAM芯片。1024×8的RAM有10根地址输入线A9～A0。4096×8的RAM有12根地址输入线A11～