電子技術(shù)基礎(chǔ) 數(shù)字部分(第六版) ：ch07-1 只讀存儲器

1、7.半導(dǎo)體存儲器半導(dǎo)體存儲器7.1 只讀存儲器只讀存儲器7.2 隨機(jī)存取存儲器隨機(jī)存取存儲器教學(xué)基本要求：教學(xué)基本要求： 掌握半導(dǎo)體存儲器字、位、存儲容量、地址、掌握半導(dǎo)體存儲器字、位、存儲容量、地址、等基本概念。等基本概念。 掌握掌握RAM、ROM的工作原理及典型應(yīng)用。的工作原理及典型應(yīng)用。 了解存儲器的存儲單元的組成及工作原理。了解存儲器的存儲單元的組成及工作原理。概概 述述半導(dǎo)體存貯器半導(dǎo)體存貯器能存放大量二值信息的半導(dǎo)體器件。能存放大量二值信息的半導(dǎo)體器件。存儲器的主要性能指標(biāo)存儲器的主要性能指標(biāo)取快速度取快速度存儲時間短存儲時間短存儲數(shù)據(jù)量大存儲數(shù)據(jù)量大存儲容量大存儲容量大7.1 只

2、讀存儲器只讀存儲器7.1.1 ROM的基本結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)7.1.2 二維譯碼與存儲陣列二維譯碼與存儲陣列7.1.3 可編程可編程ROM7.1.4 ROM的讀操作實例的讀操作實例7.1.5 ROM的應(yīng)用舉例的應(yīng)用舉例存儲器存儲器 RAM (Random-Access Memory) ROM(Read-Only Memory)RAM(隨機(jī)存取存儲器隨機(jī)存取存儲器): 在運(yùn)行狀態(tài)可以隨時進(jìn)行讀或?qū)懖僮?。在運(yùn)行狀態(tài)可以隨時進(jìn)行讀或?qū)懖僮鳌?存儲的數(shù)據(jù)必須有電源供應(yīng)才能保存存儲的數(shù)據(jù)必須有電源供應(yīng)才能保存, 一旦掉電一旦掉電, 數(shù)據(jù)全部丟失。數(shù)據(jù)全部丟失。ROM(只讀存儲器只讀存儲器)：在正常工作狀態(tài)只

3、能讀出信息。：在正常工作狀態(tài)只能讀出信息。 斷電后信息不會丟失，常用于存放固定信息（如程序、常數(shù)斷電后信息不會丟失，常用于存放固定信息（如程序、常數(shù)等）。等）。固定固定ROM可編程可編程ROMPROMEPROME2PROMSRAM(Static RAM)：靜態(tài)：靜態(tài)RAMDRAM (Dynamic RAM)：動態(tài)動態(tài)RAM7.1 只讀存儲器只讀存儲器幾個基本概念：幾個基本概念：存儲容量（存儲容量（M)：存儲單元的數(shù)目。：存儲單元的數(shù)目。字?jǐn)?shù)：字的總量。字?jǐn)?shù)：字的總量。 25 23= 256字：計算機(jī)中作為一個整體被存取傳送處理的一組數(shù)據(jù)字：計算機(jī)中作為一個整體被存取傳送處理的一組數(shù)據(jù) 。存儲容

4、量（存儲容量（M)字?jǐn)?shù)字?jǐn)?shù)位數(shù)位數(shù)地址：每個字的編號。地址：每個字的編號。字?jǐn)?shù)字?jǐn)?shù)=2n （n為地址線的總數(shù)）為地址線的總數(shù)） Y0 Y1 Y7 A4 X1 X31 X0 列列 地地 址址 譯譯 碼碼 器器 行行 地地 址址 譯譯 碼碼 器器 A5 A3 A2 A1 A0 A6 A7 字長：一個字所含的位數(shù)稱為字長。字長：一個字所含的位數(shù)稱為字長。4位位 只讀存儲器，工作時內(nèi)容只能讀出，不能隨時寫入，所只讀存儲器，工作時內(nèi)容只能讀出，不能隨時寫入，所以稱為只讀存儲器。以稱為只讀存儲器。(Read-Only Memory)ROM的分類的分類按寫入情況劃分按寫入情況劃分 固定固定ROM可編程可編程

5、ROMPROMEPROME2PROM按存貯單元中按存貯單元中器件劃分器件劃分 二極管二極管ROM三極管三極管ROMMOS管管ROM7.1.1 ROM的基本結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)存儲矩陣存儲矩陣 地址譯碼地址譯碼器器地址輸?shù)刂份斎肴?.1.1 ROM的基本結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)輸出控制信號輸控制信號輸入入輸出控制電路輸出控制電路地址譯碼器地址譯碼器存儲矩陣存儲矩陣輸出控制電路輸出控制電路 ROM主要由地址譯碼器、存儲矩陣和輸出控制電路三部分組成。主要由地址譯碼器、存儲矩陣和輸出控制電路三部分組成。ROM是一種永久性數(shù)據(jù)存儲器，其中的數(shù)據(jù)一般由專用的裝置是一種永久性數(shù)據(jù)存儲器，其中的數(shù)據(jù)一般由專用的裝

6、置寫入，數(shù)據(jù)一旦寫入，不能隨意改寫，在切斷電源之后，數(shù)據(jù)寫入，數(shù)據(jù)一旦寫入，不能隨意改寫，在切斷電源之后，數(shù)據(jù)也不會消失。也不會消失。ROM（二極管（二極管PROM）結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)示意圖 D3 D2 D1 D0 +5V R R R R OE A0 A1 A1 A0 Y0 Y1 Y2 Y3 2 線線- -4 線線 譯譯碼碼器器 存儲存儲矩陣矩陣位線位線字線字線輸出控制電路輸出控制電路M=4 4地址譯碼器地址譯碼器 D3 D2 D1 D0 +5V R R R R OE A0 A1 A1 A0 Y0 Y1 Y2 Y3 2 線線- -4 線線 譯碼器譯碼器 字線與位線的交點都是一個字線與位線的交點都是

7、一個存儲單元。交點處有二極管存儲單元。交點處有二極管相當(dāng)存相當(dāng)存1 1，無二極管相當(dāng)存，無二極管相當(dāng)存0 0當(dāng)當(dāng)OE=1時輸出為高阻狀態(tài)時輸出為高阻狀態(tài)000101111101111010001101地地 址址A1A0D3D2D1D0內(nèi)內(nèi) 容容當(dāng)當(dāng)OE=0時時 A6 A7 A4 A5 D0 +VDD R R R R Y0 Y1 Y14 Y15 4線 | 16線 譯碼器 16 線-1 線數(shù)據(jù)選擇器 A2 A3 A0 A1 A2 A3 A0 A1 S2 S3 S0 S1 I0 I1 I14 I15 Y 字線字線存儲存儲矩陣矩陣位線位線字線與位線的字線與位線的交點都是一個交點都是一個存儲單元。存儲單

8、元。交點處有交點處有MOS管相當(dāng)存管相當(dāng)存0，無，無MOS管管相當(dāng)存相當(dāng)存1。7.1.2 二維譯碼與存儲陣列二維譯碼與存儲陣列該存儲器的容量該存儲器的容量=?7.1.3 可編程可編程ROM（256X1位位EPROM）256個存儲單元排成個存儲單元排成16 16的矩陣的矩陣行譯碼器從行譯碼器從16行中選出要行中選出要讀的一行讀的一行列譯碼器再從選中的一行存列譯碼器再從選中的一行存儲單元中選出要讀的一列的儲單元中選出要讀的一列的一個存儲單元。一個存儲單元。如選中的存儲單元的如選中的存儲單元的MOS管管的浮柵注入了電荷，該管截的浮柵注入了電荷，該管截止，讀得止，讀得1；相反讀得；相反讀得07.1.4

9、 ROM讀操作實例讀操作實例 D7 D0 PGM 輸輸出出緩緩沖沖器器 Y 選選通通 存存儲儲陣陣列列 CE OE 控控制制邏邏輯輯 Y 譯譯碼碼 X 譯譯碼碼 A16 A0 1. PROM芯片芯片AT27C010簡介簡介 128K 8位位ROM PGM CE OE A16 VPP GND VCC D7 A0 . . . . . . D0 . . . . . . AT27C010 OE CE PGM 框圖框圖 CEOEPGM工作模式工作模式A16 A0VPPD7 D0讀讀00XAiX數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)輸出輸出無效輸出無效X1XXX高阻高阻等待等待1XXAiX高阻高阻快速編程快速編程010AiVPP數(shù)

10、據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸入編程校驗編程校驗001AiVPP數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)輸出工作模式工作模式 2. 讀操作與定時圖讀操作與定時圖（2）加入有效的片選信號）加入有效的片選信號CEOE（3）使輸出使能信號）使輸出使能信號 有效，經(jīng)過一定延時后，有效數(shù)有效，經(jīng)過一定延時后，有效數(shù)據(jù)出現(xiàn)在數(shù)據(jù)線上；據(jù)出現(xiàn)在數(shù)據(jù)線上；CEOE（4）讓片選信號）讓片選信號 或輸出使能信號或輸出使能信號 無效，經(jīng)過一定延無效，經(jīng)過一定延時后數(shù)據(jù)線呈高阻態(tài)，本次讀出結(jié)束。時后數(shù)據(jù)線呈高阻態(tài)，本次讀出結(jié)束。（1）欲讀取單元的地址加到存儲器的地址輸入端；）欲讀取單元的地址加到存儲器的地址輸入端； tCE tAA 讀讀出出單單元元的的地地址址有

11、有效效 CE tOE OE D7 D0 數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)輸輸出出有有效效 tOZ tOH A16 A0 （1） 用于存儲固定的專用程序用于存儲固定的專用程序（2） 利用利用ROM可實現(xiàn)查表或碼制變換等功能可實現(xiàn)查表或碼制變換等功能 查表功能查表功能 查某個角度的三角函數(shù)查某個角度的三角函數(shù) 把變量值（角度）作為地址碼，其對應(yīng)的函數(shù)值作把變量值（角度）作為地址碼，其對應(yīng)的函數(shù)值作為存放在該地址內(nèi)的數(shù)據(jù)，這稱為為存放在該地址內(nèi)的數(shù)據(jù)，這稱為 “造表造表”。使用時，。使用時，根據(jù)輸入的地址根據(jù)輸入的地址(角度角度)，就可在輸出端得到所需的函數(shù)，就可在輸出端得到所需的函數(shù)值，這就稱為值，這就稱為“查表查表”。

12、 碼制變換碼制變換 把欲變換的編碼作為地址，把最終的把欲變換的編碼作為地址，把最終的目的編碼作為相應(yīng)存儲單元中的內(nèi)容即可。目的編碼作為相應(yīng)存儲單元中的內(nèi)容即可。7.1.5 ROM應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例CI3 I2 I1 I0二進(jìn)制碼二進(jìn)制碼O3O2O1O0格雷碼格雷碼CI3 I2 I1 I0格雷碼格雷碼O3O2O1O0二進(jìn)制碼二進(jìn)制碼00 0 0 00 0 0 010 0 0 00 0 0 000 0 0 10 0 0 110 0 0 10 0 0 100 0 1 00 0 1 110 0 1 00 0 1 100 0 1 10 0 1 010 0 1 10 0 1 000 1 0 00 1 1 0

13、10 1 0 00 1 1 100 1 0 10 1 1 110 1 0 10 1 1 000 1 1 00 1 0 110 1 1 00 1 0 000 1 1 10 1 0 010 1 1 10 1 0 101 0 0 01 1 0 011 0 0 01 1 1 101 0 0 11 1 0 111 0 0 11 1 1 001 0 1 01 1 1 111 0 1 01 1 0 001 0 1 11 1 1 011 0 1 11 1 0 101 1 0 01 0 1 011 1 0 01 0 0 001 1 0 11 0 1 111 1 0 11 0 0 101 1 1 01 0 0 1

14、11 1 1 01 0 1 101 1 1 11 0 0 011 1 1 11 0 1 0用用ROM實現(xiàn)二進(jìn)制碼與格雷碼相互轉(zhuǎn)換的電路實現(xiàn)二進(jìn)制碼與格雷碼相互轉(zhuǎn)換的電路 C(A4)I3 I2 I1 I0(A3A2A1A0)二進(jìn)制碼二進(jìn)制碼O3O2O1O0(D3D2D1D0)格雷碼格雷碼C(A4)I3 I2 I1 I0(A3A2A1A0) 格雷碼格雷碼O3O2O1O0(D3D2D1D0)二進(jìn)制碼二進(jìn)制碼00 0 0 00 0 0 010 0 0 00 0 0 000 0 0 10 0 0 110 0 0 10 0 0 100 0 1 00 0 1 110 0 1 00 0 1 100 0 1 1

15、0 0 1 010 0 1 10 0 1 000 1 0 00 1 1 010 1 0 00 1 1 100 1 0 10 1 1 110 1 0 10 1 1 000 1 1 00 1 0 110 1 1 00 1 0 000 1 1 10 1 0 010 1 1 10 1 0 101 0 0 01 1 0 011 0 0 01 1 1 101 0 0 11 1 0 111 0 0 11 1 1 001 0 1 01 1 1 111 0 1 01 1 0 001 0 1 11 1 1 011 0 1 11 1 0 101 1 0 01 0 1 011 1 0 01 0 0 001 1 0 11 0 1 111 1 0 11 0 0 101 1 1 01 0 0 111 1 1 01 0 1 101 1 1 11 0 0 011 1 1 11 0 1 0C=A4I3 I2 I1 I0=A3A2A1A0O3O2O1O0=D3D2D1D0 A4 A3 A2 A1 C I3 I2 I1 ROM D1 D2 D3 D4 CE OE A0 I0 O3 O2 O1 O0 用用ROM實現(xiàn)二進(jìn)制碼與格雷碼相互轉(zhuǎn)換的電路實