第9章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器和可編程邏輯器件

1、第八章 數(shù)/模與模/數(shù)轉(zhuǎn)換 概述概述第第九九章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器和半導(dǎo)體存儲(chǔ)器和 可編程邏輯器件可編程邏輯器件 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器隨機(jī)存取存儲(chǔ)器( (RAM) ) 只讀存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器( (ROM) ) 可編程邏輯器件可編程邏輯器件 第八章 數(shù)/模與模/數(shù)轉(zhuǎn)換 9.1概述概述 主要要求：主要要求： 了解半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的了解半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的作用、類型與特點(diǎn)作用、類型與特點(diǎn)。第八章 數(shù)/模與模/數(shù)轉(zhuǎn)換 例如計(jì)算機(jī)中的自檢程序、初例如計(jì)算機(jī)中的自檢程序、初始化程序便是固化在始化程序便是固化在 ROM 中的。中的。計(jì)算機(jī)接通電源后，首先運(yùn)行它，計(jì)算機(jī)接通電源后，首先運(yùn)行它，對(duì)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)進(jìn)行自檢和初始對(duì)計(jì)算機(jī)

2、硬件系統(tǒng)進(jìn)行自檢和初始化，自檢通過后，裝入操作系統(tǒng)，化，自檢通過后，裝入操作系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)才能正常工作。計(jì)算機(jī)才能正常工作。二、二、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的類型與特點(diǎn)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的類型與特點(diǎn) 只讀存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器( (ROM，即即Read- -Only Memory) )隨機(jī)存取存儲(chǔ)器隨機(jī)存取存儲(chǔ)器( (RAM，即即Random Access Memory) ) RAM 既能讀出既能讀出信息信息又能又能寫入寫入信息。信息。它用于存放需經(jīng)它用于存放需經(jīng)常改變的信息，常改變的信息，斷電后其數(shù)斷電后其數(shù)據(jù)將丟失據(jù)將丟失。常用于存放臨時(shí)。常用于存放臨時(shí)性數(shù)據(jù)或中間結(jié)果。性數(shù)據(jù)或中間結(jié)果。例如例如 計(jì)算機(jī)內(nèi)存就是計(jì)

3、算機(jī)內(nèi)存就是 RAM ROM 在工作時(shí)在工作時(shí)只能讀出只能讀出信息而不能寫入信息。信息而不能寫入信息。它用于它用于存放固定不變的信息，存放固定不變的信息，斷電后斷電后其數(shù)據(jù)不會(huì)丟失其數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。常用于存放。常用于存放程序、常數(shù)、表格等。程序、常數(shù)、表格等。 一、一、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的作用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的作用 存放二值數(shù)據(jù)存放二值數(shù)據(jù) 第八章 數(shù)/模與模/數(shù)轉(zhuǎn)換 二、二、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的類型與特點(diǎn)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的類型與特點(diǎn) 只讀存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器( (ROM，即即Read- -Only Memory) )隨機(jī)存取存儲(chǔ)器隨機(jī)存取存儲(chǔ)器( (RAM，即即Random Access Memory) ) RAM由

4、譯碼器、由譯碼器、存儲(chǔ)器和讀存儲(chǔ)器和讀/寫控制電寫控制電路等組成，是路等組成，是一種大一種大規(guī)模時(shí)序邏輯電路。規(guī)模時(shí)序邏輯電路。ROM 由與陣列、由與陣列、或陣列和輸入、輸出或陣列和輸入、輸出緩沖級(jí)等電路構(gòu)成，緩沖級(jí)等電路構(gòu)成，是一種大規(guī)模組合邏是一種大規(guī)模組合邏輯電路。輯電路。 一、一、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的作用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的作用 存放二值數(shù)據(jù)存放二值數(shù)據(jù)第八章 數(shù)/模與模/數(shù)轉(zhuǎn)換 主要要求：主要要求： 了解了解 ROM 的類型和結(jié)構(gòu)，的類型和結(jié)構(gòu)，掌握其工作原理及特點(diǎn)。掌握其工作原理及特點(diǎn)。 掌握用掌握用PROM實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)。實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)。理解理解字、位、存儲(chǔ)容量字、位、存儲(chǔ)容量等概念。等

5、概念。 9.2只讀存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器第八章 數(shù)/模與模/數(shù)轉(zhuǎn)換 按按數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)寫寫入入方方式式不不同同分分固定固定 ROM 可編程可編程 ROM( (Programmable ROM，簡稱，簡稱 PROM) ) 可擦除可擦除 PROM( (Erasable PROM，簡稱，簡稱 EPROM) ) 電可擦除電可擦除 EPROM( (Electrically EPROM，簡稱，簡稱 E2PROM) ) 一、一、ROM 的類型及其特點(diǎn)的類型及其特點(diǎn) 寫入的數(shù)據(jù)可電擦除，用戶可以寫入的數(shù)據(jù)可電擦除，用戶可以多次改寫存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。使用方便。多次改寫存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。使用方便。 其存儲(chǔ)數(shù)據(jù)在制造時(shí)確定，用其存儲(chǔ)數(shù)據(jù)在

6、制造時(shí)確定，用戶不能改變。用于批量大的產(chǎn)品。戶不能改變。用于批量大的產(chǎn)品。 其存儲(chǔ)數(shù)據(jù)其存儲(chǔ)數(shù)據(jù)由用戶寫入。但由用戶寫入。但只能寫一次。只能寫一次。 寫入的數(shù)據(jù)可用紫外線擦除，寫入的數(shù)據(jù)可用紫外線擦除，用戶可以多次改寫存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。用戶可以多次改寫存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。 第八章 數(shù)/模與模/數(shù)轉(zhuǎn)換 二、二、ROM 的電路結(jié)構(gòu)的電路結(jié)構(gòu) ROM 的電路結(jié)構(gòu)圖的電路結(jié)構(gòu)圖 第八章 數(shù)/模與模/數(shù)轉(zhuǎn)換 1. 電路組成電路組成 三、固定三、固定ROM 的工作原理的工作原理 二極管二極管 ROMD0D1D2D344 二極管二極管 ROM 結(jié)構(gòu)圖結(jié)構(gòu)圖 &A1A0字字線線信信號(hào)號(hào)位線輸位線輸出信號(hào)出信號(hào)&am

7、p;11W3W2W1W0 地址譯碼器。地址譯碼器。 A1 、 A0 為地址輸入為地址輸入端，端，W3 W0 為譯碼為譯碼器輸出的器輸出的 4 條字線。條字線。 存儲(chǔ)矩陣存儲(chǔ)矩陣由由二極管二極管或或門組成，門組成，D3 D0 為存儲(chǔ)為存儲(chǔ)矩陣輸出的矩陣輸出的 4 條條位線。位線。第八章 數(shù)/模與模/數(shù)轉(zhuǎn)換 1. 電路組成電路組成 D0D1D2D344 二極管二極管 ROM 結(jié)構(gòu)圖結(jié)構(gòu)圖 &A1A0字字線線信信號(hào)號(hào)位線輸位線輸出信號(hào)出信號(hào)&11W3W2W1W0 W3 W0 中任中任一個(gè)輸出高電平一個(gè)輸出高電平時(shí)，則在時(shí)，則在 D3 D0 4 條線上輸出一條線上輸出一組組 4 位二進(jìn)

8、制代位二進(jìn)制代碼，每組代碼表碼，每組代碼表示一個(gè)字。示一個(gè)字。 二極管二極管 ROM第八章 數(shù)/模與模/數(shù)轉(zhuǎn)換 2. 讀數(shù)讀數(shù) D0D1D2D344 二極管二極管 ROM 結(jié)構(gòu)圖結(jié)構(gòu)圖 &A1A0字字線線信信號(hào)號(hào)位線輸位線輸出信號(hào)出信號(hào)&11W3W2W1W0 當(dāng)輸入一組地址碼時(shí)，當(dāng)輸入一組地址碼時(shí)，則在則在ROM 的輸出端可讀出的輸出端可讀出該地址碼對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)內(nèi)容。該地址碼對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)內(nèi)容。如如A1 A0 = 0000 時(shí)，則字線時(shí)，則字線 W0 = A1 A0 =1 1，其他字線都，其他字線都為為 0 0，這時(shí)和，這時(shí)和W0 相連的兩相連的兩個(gè)二極管導(dǎo)通，位線個(gè)二極管導(dǎo)通，位線

9、 D2 = 1 1、 D0= 1 1, ,而而 D3 和和D1 都為都為 0 0 , ,在輸出端得到在輸出端得到D3D2D1D0=01010101數(shù)據(jù)輸出。數(shù)據(jù)輸出。 可見：可見：(1) 交叉處接有二極管的相當(dāng)于存儲(chǔ)交叉處接有二極管的相當(dāng)于存儲(chǔ)1 1，沒有接二極管，沒有接二極管的相當(dāng)于存儲(chǔ)的相當(dāng)于存儲(chǔ) 0 0。(2) 當(dāng)某字線被選中時(shí)，相應(yīng)存儲(chǔ)單元數(shù)據(jù)從位當(dāng)某字線被選中時(shí)，相應(yīng)存儲(chǔ)單元數(shù)據(jù)從位線線D3 D0 輸出。輸出。 二極管二極管 ROM第八章 數(shù)/模與模/數(shù)轉(zhuǎn)換 4 4 存儲(chǔ)矩陣示意圖存儲(chǔ)矩陣示意圖 W3W2W1W0D0D1D2D3字字線線位線位線交叉處的圓點(diǎn)交叉處的圓點(diǎn) “ ”表示存儲(chǔ)

10、表示存儲(chǔ) 1 1，交叉處無，交叉處無圓點(diǎn)表示存儲(chǔ)圓點(diǎn)表示存儲(chǔ) 0 0。 交叉點(diǎn)的數(shù)目，即交叉點(diǎn)的數(shù)目，即存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)單元的數(shù)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)單元的數(shù)量，稱為存儲(chǔ)容量。量，稱為存儲(chǔ)容量。存儲(chǔ)矩陣可簡化表示為存儲(chǔ)矩陣可簡化表示為存儲(chǔ)容量存儲(chǔ)容量 字?jǐn)?shù)字?jǐn)?shù) 位數(shù)位數(shù)用用“M”表示表示“1024 K”， 1 M = 1024 K = 210 K = 220 。對(duì)于大容量的對(duì)于大容量的 ROM常用常用“K”表示表示“1024”，即，即 1 K = 1024 = 210 ；例如，一個(gè)例如，一個(gè) 64 K 8 的的 ROM，表示它有，表示它有 64 K 個(gè)字，個(gè)字， 字長為字長為 8 位，存儲(chǔ)容量是位，存儲(chǔ)容量

11、是 64 K 8 = 512 K。 例如，一個(gè)例如，一個(gè) 32 8 的的 ROM，表示它有，表示它有 32 個(gè)字，個(gè)字， 字長為字長為 8 位，存儲(chǔ)容量是位，存儲(chǔ)容量是 32 8 = 256。 第八章 數(shù)/模與模/數(shù)轉(zhuǎn)換 PROM 出廠時(shí)，全部熔絲都連通，全部存儲(chǔ)單元相當(dāng)于出廠時(shí)，全部熔絲都連通，全部存儲(chǔ)單元相當(dāng)于存儲(chǔ)存儲(chǔ) 1 1。用戶在編程時(shí)，可根據(jù)要求，借助編程工具將需要存。用戶在編程時(shí)，可根據(jù)要求，借助編程工具將需要存儲(chǔ)儲(chǔ)0單元的熔絲燒斷即可。單元的熔絲燒斷即可。 熔絲燒斷后不可恢復(fù)，故熔絲燒斷后不可恢復(fù)，故 PROM 只能進(jìn)行一次性編程。只能進(jìn)行一次性編程。 二極管二極管 ROM TT

12、L - - ROM MOS - - ROM Wi Dj Wi Dj VCC Wi Dj +VDD 1熔絲熔絲熔絲熔絲熔絲熔絲四、可編程只讀存儲(chǔ)器四、可編程只讀存儲(chǔ)器( PROM )第八章 數(shù)/模與模/數(shù)轉(zhuǎn)換 用一個(gè)特殊的浮柵用一個(gè)特殊的浮柵 MOS 管替代熔絲。管替代熔絲。 用紫外線擦除信息的，用紫外線擦除信息的，稱為稱為EPROM。 用電信號(hào)擦除信息的，稱用電信號(hào)擦除信息的，稱為為EEPROM，即，即E2PROM。 按擦除方式不同分按擦除方式不同分 EPROM 只能整體只能整體擦除，擦除時(shí)間較長。擦除，擦除時(shí)間較長。 E2PROM 中的存儲(chǔ)單元可逐個(gè)中的存儲(chǔ)單元可逐個(gè)擦除逐個(gè)改寫，它的編程和

13、擦除都用擦除逐個(gè)改寫，它的編程和擦除都用電信號(hào)完成，速度比電信號(hào)完成，速度比 EPROM 快得多?？斓枚?。五、可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器五、可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器( EPROM ) EPROM集成芯片上有一個(gè)石英窗口供紫外線擦集成芯片上有一個(gè)石英窗口供紫外線擦除之用。芯片寫入數(shù)據(jù)后，必須用不透光膠紙將石英除之用。芯片寫入數(shù)據(jù)后，必須用不透光膠紙將石英窗口密封，以免破壞芯片內(nèi)信息。窗口密封，以免破壞芯片內(nèi)信息。第八章 數(shù)/模與模/數(shù)轉(zhuǎn)換 下面將根據(jù)二極管下面將根據(jù)二極管 ROM 的的 結(jié)構(gòu)圖加以說明結(jié)構(gòu)圖加以說明 ( (已編程二極管已編程二極管 PROM 的的 結(jié)構(gòu)與之同理結(jié)構(gòu)與之同理) ) ： 六

14、、用六、用 PROM 實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)1. 為什么為什么用用 PROM 能實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)？能實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)？ D3D2D1D044 二極管二極管 ROM 結(jié)構(gòu)圖結(jié)構(gòu)圖 地地址址譯譯碼碼器器A1A0地地址址碼碼輸輸入入3103210211010100WAAmWA AmWAAmWA Am 字字 線線 信信 號(hào)號(hào)位線輸出信號(hào)位線輸出信號(hào)D3D2D1D04 4 二極管二極管 ROM 結(jié)構(gòu)圖結(jié)構(gòu)圖 地地址址譯譯碼碼器器A1A0地地址址碼碼輸輸入入3103210211010100WAAmWA AmWAAmWA Am 字字 線線 信信 號(hào)號(hào)位線輸出信號(hào)位線輸出信號(hào) 地址譯碼器地址譯碼器能

15、譯出地址碼的全部最小項(xiàng)能譯出地址碼的全部最小項(xiàng)圖中圖中 當(dāng)當(dāng) A1 A0 = 11 時(shí)，只有時(shí)，只有 W3 =1 ，而，而 W0、W1、W2 = 0， 即譯出最小項(xiàng)即譯出最小項(xiàng) m3 ； 當(dāng)當(dāng) A1 A0 = 10 時(shí)，只有時(shí)，只有 W2 =1 ，而，而 W0、W1、W3 = 0， 即譯出最小項(xiàng)即譯出最小項(xiàng) m2 ； 其余類推。其余類推。存儲(chǔ)矩陣構(gòu)成或門陣列存儲(chǔ)矩陣構(gòu)成或門陣列圖中圖中 D3 = m3 + m2 +m0 D2 = m2 + m1 D1 = m3 + m0 D0 = m3 + m2 由于由于 PROM 的地址譯碼器能譯出地址碼的的地址譯碼器能譯出地址碼的全部最小項(xiàng)，全部最小項(xiàng)，

16、而而PROM 的存儲(chǔ)矩陣構(gòu)成了可編的存儲(chǔ)矩陣構(gòu)成了可編程或門陣列，因此，通過編程可從程或門陣列，因此，通過編程可從 PROM 的的位位線線輸出端得到任意標(biāo)準(zhǔn)與輸出端得到任意標(biāo)準(zhǔn)與 - - 或式或式。由于所有組。由于所有組合邏輯函數(shù)均可用標(biāo)準(zhǔn)與合邏輯函數(shù)均可用標(biāo)準(zhǔn)與 - - 或式表示，故理論或式表示，故理論上可用上可用 PROM 實(shí)現(xiàn)任意組合邏輯函數(shù)。實(shí)現(xiàn)任意組合邏輯函數(shù)。 1. 為什么用為什么用 PROM 能實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)？能實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)？ 六、用六、用 PROM 實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)第八章 數(shù)/模與模/數(shù)轉(zhuǎn)換 為了便于用為了便于用 PROM 實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)，實(shí)現(xiàn)組合邏輯函

17、數(shù)，首先需要理解首先需要理解 PROM 結(jié)構(gòu)的習(xí)慣畫法。結(jié)構(gòu)的習(xí)慣畫法。2. PROM 結(jié)構(gòu)的習(xí)慣畫法結(jié)構(gòu)的習(xí)慣畫法AB與與門門和和或或門門的的習(xí)習(xí)慣慣畫畫法法CY&ABCY1ABCY&ABCY1第八章 數(shù)/模與模/數(shù)轉(zhuǎn)換 A1A0地址譯碼器地址譯碼器( (為與陣列為與陣列) )D3D2D1D0W3W2W1W0&A1 A0 = m3A1 A0 = m2A1 A0 = m1A1 A0 = m01存儲(chǔ)矩陣存儲(chǔ)矩陣( (為或陣列為或陣列) )1&A1地址譯碼器地址譯碼器( (為與陣列為與陣列) )W3W2W1W0D3 = m3 + m2 + m0D2 = m2 + m

18、1D1 = m3 + m0D0 = m3 + m2 &1&1A0 m3 m2 m1 m01111存儲(chǔ)矩陣存儲(chǔ)矩陣( (為或陣列為或陣列) )PROM 結(jié)構(gòu)的習(xí)慣畫法結(jié)構(gòu)的習(xí)慣畫法第八章 數(shù)/模與模/數(shù)轉(zhuǎn)換 3. 怎樣用怎樣用 PROM 實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)？實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)？例例1 1 試用試用 PROM 實(shí)現(xiàn)下列邏輯函數(shù)實(shí)現(xiàn)下列邏輯函數(shù) BCACABYCBCAY21解：解：( (1) ) 將函數(shù)化為標(biāo)準(zhǔn)與將函數(shù)化為標(biāo)準(zhǔn)與 - - 或式或式 )7 , 6 , 5 , 3()6 , 5 , 4 , 1(21mYmY( (2) ) 確定存儲(chǔ)單元內(nèi)容確定存儲(chǔ)單元內(nèi)容由函數(shù)由函數(shù) Y1、Y

19、2 的標(biāo)準(zhǔn)與的標(biāo)準(zhǔn)與 - - 或式知：或式知： 與與 Y1 相應(yīng)的存儲(chǔ)單元中，字線相應(yīng)的存儲(chǔ)單元中，字線 W1、W4、W5、W6 對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元應(yīng)為對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元應(yīng)為 1；對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng) m1、m4、m5、m6與與 Y2 相應(yīng)的存儲(chǔ)單元中，字線相應(yīng)的存儲(chǔ)單元中，字線 W3、W5、W6、W7 對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元應(yīng)為對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元應(yīng)為 1。第八章 數(shù)/模與模/數(shù)轉(zhuǎn)換 ( (3) ) 畫出用畫出用 PROM 實(shí)現(xiàn)的邏輯圖實(shí)現(xiàn)的邏輯圖A11B1C1&1m0m1m2m3m4m5m6m7地地址址譯譯碼碼器器Y1Y2第八章 數(shù)/模與模/數(shù)轉(zhuǎn)換 主要要求：主要要求： 了解了解RAM 的類型、結(jié)構(gòu)，的類型、結(jié)構(gòu)，

20、掌握其工作原理。掌握其工作原理。 了解集成了解集成 RAM 的使用。的使用。 了解了解 RAM 和和 ROM 的異同。的異同。 9.3 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器隨機(jī)存取存儲(chǔ)器 理解理解 RAM 的擴(kuò)展方法。的擴(kuò)展方法。 第八章 數(shù)/模與模/數(shù)轉(zhuǎn)換 一、一、RAM 的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)RAM主要由存儲(chǔ)矩陣、地址譯碼器和讀主要由存儲(chǔ)矩陣、地址譯碼器和讀/寫控制電路組成。寫控制電路組成。當(dāng)當(dāng)CS=0，R/W=1時(shí)，進(jìn)行時(shí)，進(jìn)行讀出讀出數(shù)數(shù)據(jù)操作；據(jù)操作；當(dāng)當(dāng)CS=0，R/W=0時(shí)，進(jìn)行時(shí)，進(jìn)行寫入寫入數(shù)數(shù)據(jù)操作。據(jù)操作。第八章 數(shù)/模與模/數(shù)轉(zhuǎn)換 RAM 分類分類靜態(tài)靜態(tài) RAM( (即即 Static RAM，簡稱

21、，簡稱 SRAM) )動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài) RAM( (即即 Dynamic RAM，簡稱，簡稱 DRAM) )DRAM 存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)簡單，集成度高，存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)簡單，集成度高，價(jià)格便宜，廣泛地用于計(jì)算機(jī)中，但速度較價(jià)格便宜，廣泛地用于計(jì)算機(jī)中，但速度較慢，且需要慢，且需要刷新刷新及讀出放大器等外圍電路。及讀出放大器等外圍電路。 DRAM 的存儲(chǔ)單元是利用的存儲(chǔ)單元是利用 MOS 管具有極高的輸入電阻，管具有極高的輸入電阻，在柵極電容上可暫存電荷的特點(diǎn)來存儲(chǔ)信息的。由于柵極電容在柵極電容上可暫存電荷的特點(diǎn)來存儲(chǔ)信息的。由于柵極電容存在漏電，因此工作時(shí)需要周期性地對(duì)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行刷新。存在漏電，因此工作時(shí)需要

22、周期性地對(duì)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行刷新。SRAM 存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)較復(fù)存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，集成度較低，但速度快。雜，集成度較低，但速度快。 二、二、RAM 的類型的類型第八章 數(shù)/模與模/數(shù)轉(zhuǎn)換 RAM 與與 ROM 的比較的比較 相相同同處處 都含有都含有地址譯碼器地址譯碼器和和存儲(chǔ)矩陣存儲(chǔ)矩陣 尋址原理相同尋址原理相同 相相異異處處 ROM 的存儲(chǔ)矩陣是或陣列，的存儲(chǔ)矩陣是或陣列，是是組合組合邏輯電路邏輯電路。 ROM 工作時(shí)工作時(shí)只能讀出不能寫入。掉電后數(shù)據(jù)只能讀出不能寫入。掉電后數(shù)據(jù) 不會(huì)丟失不會(huì)丟失。 RAM 的存儲(chǔ)矩陣由觸發(fā)器或動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)單元構(gòu)的存儲(chǔ)矩陣由觸發(fā)器或動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)單元構(gòu) 成，成，是是時(shí)序時(shí)序

23、邏輯電路邏輯電路。RAM 工作時(shí)工作時(shí)能讀出，能讀出， 也能寫入也能寫入。讀或?qū)懹勺x。讀或?qū)懹勺x / 寫控制電路進(jìn)行控制。寫控制電路進(jìn)行控制。 RAM 掉電后數(shù)據(jù)將丟失掉電后數(shù)據(jù)將丟失。第八章 數(shù)/模與模/數(shù)轉(zhuǎn)換 三、三、RAM 的擴(kuò)展的擴(kuò)展 (一一) RAM的的位擴(kuò)展位擴(kuò)展如一片如一片 RAM 的字?jǐn)?shù)已夠用，而每個(gè)字的位數(shù)不夠用，的字?jǐn)?shù)已夠用，而每個(gè)字的位數(shù)不夠用，則采用位擴(kuò)展的方法來擴(kuò)展每個(gè)字的位數(shù)。其方法是則采用位擴(kuò)展的方法來擴(kuò)展每個(gè)字的位數(shù)。其方法是將各片將各片 RAM 的地址輸入端、讀的地址輸入端、讀/寫控制端寫控制端 R/W 和片選端和片選端 CS 對(duì)應(yīng)地對(duì)應(yīng)地并接在一起。并接在一

24、起。RAM 的的 位位 擴(kuò)擴(kuò) 展展 接接 法法 第八章 數(shù)/模與模/數(shù)轉(zhuǎn)換 RAM的字?jǐn)U展接法的字?jǐn)U展接法 ( (二二) ) RAM的的字?jǐn)U展字?jǐn)U展如一片如一片RAM的的位數(shù)已夠用，而字?jǐn)?shù)位數(shù)已夠用，而字?jǐn)?shù)不夠用，則采用字?jǐn)U不夠用，則采用字?jǐn)U展的方法來擴(kuò)展存儲(chǔ)展的方法來擴(kuò)展存儲(chǔ)器的字?jǐn)?shù)。字?jǐn)U展通器的字?jǐn)?shù)。字?jǐn)U展通常需用外加譯碼器來常需用外加譯碼器來控制芯片的片選輸入控制芯片的片選輸入信號(hào)信號(hào) CS 實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)。如字?jǐn)?shù)和位數(shù)都如字?jǐn)?shù)和位數(shù)都不夠用，則可將字?jǐn)?shù)不夠用，則可將字?jǐn)?shù)和位數(shù)同時(shí)進(jìn)行擴(kuò)展，和位數(shù)同時(shí)進(jìn)行擴(kuò)展，便組成了大容量的存便組成了大容量的存儲(chǔ)器。儲(chǔ)器。第八章 數(shù)/模與模/數(shù)轉(zhuǎn)換 1.

25、EPROM存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器2716是是2K8位的存儲(chǔ)器，它位的存儲(chǔ)器，它的地址線和數(shù)據(jù)線分別為的地址線和數(shù)據(jù)線分別為 條和條和 條。條。 2. 某存儲(chǔ)器有某存儲(chǔ)器有12條地址線和條地址線和4條數(shù)據(jù)線，則該存條數(shù)據(jù)線，則該存儲(chǔ)器的容量為儲(chǔ)器的容量為 條。條。 第八章 數(shù)/模與模/數(shù)轉(zhuǎn)換 9.4 可編程邏輯器件可編程邏輯器件PLD第八章 數(shù)/模與模/數(shù)轉(zhuǎn)換 一、可編程邏輯器件的概念與特點(diǎn)一、可編程邏輯器件的概念與特點(diǎn) 是由編程來確定其邏輯功能的器件。是由編程來確定其邏輯功能的器件。Programmable Logical Device，簡稱，簡稱 PLD 邏輯電路的設(shè)計(jì)和測試均可在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)，設(shè)邏輯

26、電路的設(shè)計(jì)和測試均可在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)成功的電路可方便地下載到計(jì)成功的電路可方便地下載到 PLD，因而研制周期短、，因而研制周期短、 成本低、效率高，使產(chǎn)品能在極短時(shí)間內(nèi)推出。成本低、效率高，使產(chǎn)品能在極短時(shí)間內(nèi)推出。 特特點(diǎn)點(diǎn) 用用 PLD 實(shí)現(xiàn)的電路容易被修改。這種修改通過對(duì)實(shí)現(xiàn)的電路容易被修改。這種修改通過對(duì) PLD 重新編程實(shí)現(xiàn)，可以不影響其外圍電路。因此，其重新編程實(shí)現(xiàn)，可以不影響其外圍電路。因此，其產(chǎn)品的維護(hù)、更新都很方便。產(chǎn)品的維護(hù)、更新都很方便。 PLD 使硬件也能象軟件一使硬件也能象軟件一樣實(shí)現(xiàn)升級(jí)，因而被認(rèn)為是硬件革命。樣實(shí)現(xiàn)升級(jí)，因而被認(rèn)為是硬件革命。 較復(fù)雜的數(shù)字系統(tǒng)

27、能用較復(fù)雜的數(shù)字系統(tǒng)能用1 1片或數(shù)片片或數(shù)片 PLD 實(shí)現(xiàn)，因而，實(shí)現(xiàn)，因而，應(yīng)用應(yīng)用 PLD 生產(chǎn)的產(chǎn)品輕小可靠。此外，生產(chǎn)的產(chǎn)品輕小可靠。此外，PLD 還具有硬還具有硬件加密功能。件加密功能。 應(yīng)用應(yīng)用 PLD 設(shè)計(jì)電路時(shí)，需選擇合適的軟件工具。設(shè)計(jì)電路時(shí)，需選擇合適的軟件工具。 第八章 數(shù)/模與模/數(shù)轉(zhuǎn)換 PLD 的的 基基 本本 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 圖圖輸輸入入電電路路與與陣陣列列輸輸出出電電路路或或陣陣列列輸輸入入項(xiàng)項(xiàng)乘乘積積項(xiàng)項(xiàng)或或項(xiàng)項(xiàng)輸輸入入輸輸出出二、可編程邏輯器件的基本結(jié)構(gòu)二、可編程邏輯器件的基本結(jié)構(gòu)輸入緩沖電路用輸入緩沖電路用以產(chǎn)生輸入變量的原以產(chǎn)生輸入變量的原變量和反變量，并提

28、變量和反變量，并提供足夠的驅(qū)動(dòng)能力。供足夠的驅(qū)動(dòng)能力。 輸入緩沖電路輸入緩沖電路 ( (a) )一般畫法一般畫法 ( (b) )PLD 中的習(xí)慣畫法中的習(xí)慣畫法( (a) )( (b) )AAAAAA第八章 數(shù)/模與模/數(shù)轉(zhuǎn)換 由多個(gè)多輸由多個(gè)多輸入與門組成，用入與門組成，用以產(chǎn)生輸入變量以產(chǎn)生輸入變量的各乘積項(xiàng)。的各乘積項(xiàng)。例例如如 CABCCABBAW7 = ABCABCW0 =與陣列與陣列PLD 的的 基基 本本 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 圖圖輸輸入入電電路路與與陣陣列列輸輸出出電電路路或或陣陣列列輸輸入入項(xiàng)項(xiàng)乘乘積積項(xiàng)項(xiàng)或或項(xiàng)項(xiàng)輸輸入入輸輸出出二、可編程邏輯器件的基本結(jié)構(gòu)二、可編程邏輯器件的基本結(jié)構(gòu)

29、第八章 數(shù)/模與模/數(shù)轉(zhuǎn)換 PLD 器件中連接的習(xí)慣畫法器件中連接的習(xí)慣畫法固定連接固定連接 可編程連接可編程連接 斷開連接斷開連接PLD 中與門和或門的習(xí)慣畫法中與門和或門的習(xí)慣畫法( (a) )( (b) )YCABCBAACBYYYCBA1第八章 數(shù)/模與模/數(shù)轉(zhuǎn)換 由多個(gè)多輸由多個(gè)多輸入與門組成，用入與門組成，用以產(chǎn)生輸入變量以產(chǎn)生輸入變量的各乘積項(xiàng)。的各乘積項(xiàng)。PLD 的的 基基 本本 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 圖圖輸輸入入電電路路與與陣陣列列輸輸出出電電路路或或陣陣列列輸輸入入項(xiàng)項(xiàng)乘乘積積項(xiàng)項(xiàng)或或項(xiàng)項(xiàng)輸輸入入輸輸出出CABCCABBAW7 = ABCABCW0 = 與 陣 列 的與 陣 列 的PLD 習(xí)慣畫法習(xí)慣畫法二、可編程邏輯器件的基本結(jié)構(gòu)二、可編程邏輯器件的基本結(jié)構(gòu)第八章 數(shù)/模與模/數(shù)轉(zhuǎn)換 由圖可得由圖可得 Y1 = ABC + ABC + ABC Y2 = ABC + ABC Y3 = ABC + ABC例例如如 ABCY3Y2Y1 與陣列與陣列或陣列或陣列PLD 的的 基基 本本 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 圖圖輸輸入入電電路路與與陣陣列列輸輸出出電電路路或或陣陣列列輸輸入入項(xiàng)項(xiàng)乘乘積積項(xiàng)項(xiàng)或或項(xiàng)項(xiàng)輸輸入