半导体存贮器与可编程逻辑器件课件.ppt

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1、8半导体存储器与可编程逻辑器件8.1存储器分类8.2随机存贮器8.3只读存贮器8.4可编程逻辑器件8.7可编程逻辑器件的应用半导体存储器是一种能存储大量二值数字信息的大规模集成电路，是现代数字系统特别是计算机中的重要组成部分。半导体存储器ROMEPROM快闪存储器(FlashMemory)PROME2PROM固定ROM（又称掩膜ROM）可编程ROMRAMSRAMDRAM按存取方式来分：8.1半导体存储器分类RandomAccessMemoryReadOnlyMemory8.2随机存储器8.2.1RAM的结构8.2

2、.2RAM的存储单元8.2.3RAM的读写时序8.2.4集成RAM举例8.2.5RAM的扩展8.2.1RAM的结构RAM的一般组成：地址译码器（门牌号）存储矩阵(房间住1Bit）读/写控制器（出入口）地址译码器••••••A0An-1A1图8.2.1RAM的结构图存贮矩阵读/写控制器I/O0I/O1I/Om-1••••••1.存储矩阵RAM中存储的数据一般是按字节进行读写操作的。一个8×8的RAM在某时刻存储的二进制数码如表8.2.1所示。一旦关掉电源，RAM中存放的数据就会全部丢失。存储矩阵由大量基本存储单元组

3、成，每个存储单元可以存储一位二进制数。这些存储单元按字(Word)和位(Bit)构成存储矩阵。可以用字数和字长的乘积表示RAM的存贮容量。例如：64K×8表示具有64K字，字长8位，共512K存贮容量。地址码存储的二进制数码（字节）0000010100111001011101110011010001101001001001011000001000010110010010001001100100010011表8.2.1RAM中存储的数据2.地址译码对RAM地址线上的二进制信号进行译码，选中与该地址码对应字的一个或几

4、个基本存储单元，在读/写控制器的控制下进行读/写操作。图8.2.2单地址译码方式的结构图w0w1•••w31读/写控制器地址译码器D0D1••••••D7A0A1•••A431,031,131,70,00,10,71,0≈≈≈B0B1B7一般：有n个地址输入的RAM有2n个字，即全地址译码。A0A1A2A3x0x1•••x15y0y1y15图8.2.3双地址译码方式的结构图X地址译码器Y地址译码器A4A5A6A7w15w1w0w16w240w255≈≈≈3.读/写控制器存储矩阵中的基本存储单元通过地址译码器被选中

5、后，它的输出端Q须与RAM内部数据线D直接相连。而这时该基本存储单元的信息能否被读出，或者外部的信息能否写到该基本存储单元中，还决定于读/写控制器。图8.2.4读/写控制器的逻辑电路图D存储器内部1位IO控制8.2.2RAM的存储单元六管静态存储单元读出触发器的信息使触发器的X地址线和Y地址线均为高电平。写信息到触发器：把需要写入的信息加在数据线D和上，并使得该触发器的X地址和Y地址均为高电平。VDDVGGT1T2T3T4QT5T6图8.2.5六管静态存储单元动态DRAM存储单元：优点:是容量大，功耗低，价格也便

6、宜。缺点:其读写速度比SRAM低，并需要刷新及读出放大器等外围电路。字线X位线TCSCDVCDB图8.2.6单管动态MOS存储单元三星的DDR内存条:8.2.3RAM的读写时序SRAM读出时序图图8.2.7SRAM读出过程时序图读出单元的地址地址有效数据注意：tAA和tCO必须同时满足芯片参数的要求RAM的读周期:tRC,两次读操作之间的最小时间间隔。欲读数据的地址加到RAM的地址输入端；读写信号一直保持高电平读状态；加入有效的片选低电平信号，延时tCO后，在I/O端会出现欲读的数据信号；使无效，再经过一小段延时

7、后，I/O端回到高阻状态，完成本次读操作。读出过程如下：2.SRAM写入时序图8.2.8SRAM写入过程时序图写入单元的地址地址写入数据注意：延时tAA和tDW必须同时满足RAM的写周期:tWC,两次写操作之间的最小时间隔欲写入数据的地址信号加到RAM的地址输入端；加入有效的片选低电平信号；将欲写入的数据加到数据输入端；读写信号变为低电平，保持一段时间tWP，以确保数据的可靠写入；使无效，完成本次写操作，经过延时tWR和tDH后，可以改变地址信号和写入数据。写入过程如下：8.2.4集成RAM举例A1A0A3A2A

8、5A6A7A8A9A10A11A12A13A14OEWRCSI/O0I/O1I/O2I/O3I/O4I/O5I/O6I/O7图8.2.1062256逻辑符号地址输入端输入输出I/O方式1Z片选无效010DO读00DI01Z禁止输出表8.2.262256功能表写8.2.5RAM的扩展位扩展连接：用位数较少的RAM芯片组成位数较多的存储器,其连接方式为：把这些相同芯片