存储器和可编程逻辑器.ppt

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1、本章主要内容：只读存储器随机存取存储器可编程逻辑器件第10章存储器和可编程逻辑器件只读存储器用于存放固定不变的信息，它在正常工作时，只能按给定地址读出信息，而不能写入信息，故称为只读存储器，简称ROM。它的优点是存储信息可靠，不会丢失，即使断电，数据也不会丢失。它的缺点是，信息写入必须由芯片制造商完成，因此当生产批量小时，成本高，其次是不能更新存储器的内容，要更新只能换新的ROM。随着电子技术的发展，又出现了可编程ROM和可改写可编程ROM。10.1只读存储器右图是ROM的结构框图。它是由存储矩阵和地址译码器两个主要部分组成。为了增加ROM的带负载能力，

2、在输出端接有读出电路。10.1.1ROM的结构框图下面以下图所示二极管存储器为例来说明ROM的工作原理。10.1.2ROM的工作原理二极管ROM电路1、存储矩阵图中的存储矩阵有四条字线和四条位线，共有16个交叉点（注意，不是结点），每个交叉点都可看作是一个存储单元。交叉点处接有二极管时相当于存“1”，没有接二极管时相当于存“0”。存储单元是存“1”还是存“0”，完全取决于ROM的存储需要，设计和制造时已完全确定，不能改变；而且信息存入后，即使断开电源，所存信息也不会消失。所以，ROM又称为固定存储器。2、地址译码器这是一个二极管译码器，两位地址代码A1A

3、0能指定四个不同的地址。地址译码器具有如下特点：（1）取一译码（2）最小项译码地址码最小项及其编码N取一译码存储内容A1A0W3W2W1W0D3D2D1D000A1A0m00001010101A1A0m1001010110A1A0m20100010011A1A0m310001110二极管ROM电路可以画成如下图所示的简化电路。随机存取存储器（RAM）也称为读/写存储器。它可随时从任何一个指定地址的存储单元中取出（读出）数据，也可随时将数据存入（写入）任何一个指定地址的存储单元中。RAM的最大优点是读/写方便，但有信息丢失的缺点，一旦电源关断，所存储的信息

4、就会随之消失，不利于数据的长期保存。10.2随机存取存储器RAM可分为静态RAM（StaticRAM，简称SRAM）和动态RAM（DynamicRAM，简称DRAM）两种。（1）静态RAM的主要特点是用变通的双稳态触发器存放一位二进制信息，只要不切断电源，信息就可长时间稳定地保存。静态RAM的优点是存取速度快，不需对所存信息进行刷新；缺点是基本存储电路中包含的管子数目较多、功耗较大。（2）动态RAM的主要特点是用电容上所充的电荷表示一位二进制信息。因为电容上的电荷会随时间不断释放，因此对动态RAM必须不断进行读出和写入，以使释放的电荷得到补充，这就是对所

5、存信息进行刷新。动态RAM的优点是所用元件少、功耗低、集成度高、价格便宜；其缺点是存取速度较慢并要有刷新电路。10.2.1RAM的分类RAM的结构框图如下图所示，与ROM相似。但由于RAM不仅能“读”，还能“写”，这双重功能就需要读/写控制电路来加以协调。10.2.2RAM的结构和工作原理RAM的结构框图RAM的工作原理（1）存储矩阵（2）地址译码器（3）读/写控制电路（4）片选控制RAM芯片可分为双极型和MOS型两类。在MOS型RAM芯片中，按其工作模式又分为动态RAM和静态RAM芯片两种。动态RAM芯片集成度高，功耗小，但不如静态RAM芯片使用方便。

6、一般情况下，大容量存储器使用动态RAM芯片，小容量存储器使用静态RAM芯片。RAM芯片有多种型号规格，下面以2114静态RAM芯片为例，简单介绍一下RAM芯片。10.2.3RAM芯片简介RAM2114外引线排列图图（a），表示“与”门Y=AC；图（b），表示“或”门Y=A+B；图（c）表示两种缓冲器，Y1=A为反相缓冲器，Y2=A为同相缓冲器。10.3可编程逻辑器件1、可编程只读存储器用户可直接写入信息的只读存储器，称为可编程只读存储器，简称PROM。向芯片写入信息的过程称为对存储器芯片编程。10.3.1可编程只读存储器PROM基本结构可编程逻辑阵列（P

7、LA）是由可编程“与”阵列和可编程“或”阵列组成，其基本结构如图所示。10.3.2可编程逻辑阵列PLA基本结构可编程阵列逻辑（PAL）是在ROM和PLA基础上发展起来的，它也采用“阵列逻辑技术”，在阵列逻辑中，即要求有规则的阵列结构，又要求实现灵活多变的逻辑功能，同时还要求编程简单，易于实现。10.3.3可编程阵列逻辑PAL基本结构通用阵列逻辑（GAL）是近期发展起来的一种新一代可编程逻辑器件，其功能比PLA更强，性能也更优越。GAL是一种可多次编程、可电擦除的通用逻辑器件，它具有功能很强的可编程的输出级，能灵活地改变工作模式。GAL既能用作组合逻辑器件

8、，也能用作时序逻辑器件；其输出引脚既能用作输出端，也能配置成输入端。此外，GAL