数字电路逻辑设计第7章-半导体存储器和可编程逻辑器件课件.pptx

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1、《数字电路逻辑设计》1第7章半导体存储器和可编程逻辑器件7.1半导体存储器7.1.1半导体存储器的类型、特点和技术指标7.1.2顺序存储器（SAM）7.1.3只读存储器（ROM）7.1.4随机存储器（RAM）7.2可编程逻辑器件7.2.1PLD的基本结构7.2.2可编程逻辑阵列（PLA）7.2.3可编程阵列逻辑（PAL）7.2.4通用阵列逻辑（GAL）7.2.5现场可编程阵列（FPGA）27.1半导体存储器7.1.1半导体存储器的类型、特点和技术指标7.1.2顺序存储器（SAM）7.1.3只读存储器（ROM）7.1.4

2、随机存储器（RAM）半导体存储器是用半导体器件来存储二值信息的大规模集成电路。它具有集成度高、体积小、可靠性高、价格低廉、存储速度快、外围电路简单且易于接口、便于自动化批量生产等特点。半导体存储器主要用于电子计算机和某些数字系统中，用来存放程序、数据、资料等。因此，半导体存储器就成了这些数字系统不可缺少的组成部分。37.1.1半导体存储器的类型、特点和技术指标分类标准分类特点制造工艺双极型工作速度快、功耗大、价格较高；主要用于对速度要求较高的场合。MOS型集成度高、功耗小、工艺简单、价格低；主要用于大容量存储系统中。存

3、取方式顺序存取存储器（SAM）对信息的存取按顺序进行。即：“先入先出（FIFO）”或“先入后出（FILO）”随机存取存储器（RAM）随时随机地对任意一个单元直接存取信息。缺点：数据易失，一旦掉电，数据全部丢失。（静态存储器SRAM和动态存储器DRAM）只读存储器（ROM）内容只能读出不能写入。存储的数据不会因断电而消失，即具有非易失性。（固定ROM、PROM、EPROM等。）表7-1半导体存储器的类型和特点（P258）47.1.1半导体存储器的类型、特点和技术指标表7-2半导体存储器的技术指标（P259）主要技术指标说

4、明存储容量是指存储器存放信息的多少，存储容量越大，说明它能存储的信息越多。位（bit）：存储器最基本的存储单元，可以存储一个0或一个1。字（byte）：若干个基本存储单元排列在一起组成一个字。存储容量＝字数×位数存取时间是用来表征存储器工作速度的高低，一般用读（或写）周期来描述。读（或写）周期短，即存取时间短，存储器的工作速度就越高。连续两次读取（或写入）操作所间隔的最短时间称为读（或写）周期。57.1.2顺序存储器（SAM）顺序存储器（P259）SAM（SequentialAccessMemory）由动态移存器组成；

5、动态移存器由动态移存单元串接而成；动态移存单元由两个传输门和CMOS反相器串接而成。动态移存器电路简单，适合大规模集成。它利用MOS管栅极和源级（基片）之间的电容（栅电容）来暂存信息。由于MOS管的输入电阻极大，在栅电容上冲入电荷后，电荷经输入电阻的自然泄漏（放电）比较缓慢，至少可以保持几毫秒，如果移位脉冲（CP）的周期在微秒数量级，则在一个周期内栅电容上的电荷基本不变，栅极电位也基本不变。若长时间没有移位脉冲的推动，存放在栅电容上的二值信息就会随着电荷的泄漏而消失。因此，它只能在移位脉冲的推动下，也就是在动态中运用。

6、故称它为动态移存器。2.5CMOS门电路CMOS反相器（P66）A0VVGSN0VGS(th)N截止GSPDDDDGS(th)PVAVVV导通SDDSRoffonRVDDFRon«RoffDDDDoffonRoffFVVRR62.5CMOS门电路CMOS反相器（P66）DDAVVGSNA0VDDVGS(th)N导通GSPDDGS(th)PVAV0V截止SDDSRonoffRVDDFRon«RoffDDoffonRonFV0VRR77.1.2顺序存储器（S

7、AM）动态CMOS反相器（P259）TGCPCPGGSDDSVCVT2VT1vOvICR图7-1动态CMOS反相器为了长期保持C上的1信号，需要每隔一定时间对C补充一次电荷，使信号得到“再生”，通常称这一操作过程为“刷新”。CP周期不能太长，一般要小于1ms。动态CMOS反相器能够暂存信息，并且在不断刷新的前提下，长期储存信息。87.1.2顺序存储器（SAM）动态CMOS移存单元（P259）InTG1CPCPGGSDDSVCVT1VT2C1TG2OutCPCPGGSDDSVCVT3VT4C2图7-2动态CMOS

8、移存单元主动态CMOS反相器从动态CMOS反相器1位910InTG1CPCPGGSDDSVCVT1VT2C1TG2OutCPCPGGSDDSVCVT3VT4C2图7-2动态CMOS移存单元当CP＝1时，主动态反相器接收信息；从动态反相器保持原存信息。当CP＝0时，主动态反相器保持原存信息；从动态反相器跟随主动态反相器变化。经过一个