数字信号课件第七章

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第七章 半导体存储器,了解存储器的分类及每类存储器的特点及工作原理。,掌握存储器的扩展方法。,掌握存储器设计组合逻辑电路的方法。,主要要求：,7.1,概述,随机存储器（,Random Access Memory,RAM,）,存储器（,Memory,）是,计算机系统,中的记忆设备，用来,存放,程序,和,数据,。存储器能存储大量二值信息，是数字系统,中不可缺少的部分。,1.,存储器的构成,只读存储器（,Read-Only Memory,ROM,）,构成存储器的存储,介质,，目前主要采用,半导体器件,和,磁性材料,。,2.,种类,7.2,只读存储器,ROM,只读存储器在工作时其存储内容是,固定不,变,的，因此，只能读出，不能随时写入，所以,称为只读存储器。,固定,ROM,可编程,ROM,：,PROM,可擦写可编程：,EPROM,，,E,2,PROM,，,FLASH,ROM,的种类,ROM,的基本结构,单元数目庞大！,输入,/,输出引脚数目有限！,ROM,主要由,地址译码器、存储矩阵和输出及控制电路,几部分组成。,例如,1K4,、,16K,和,64M32,的存储器。,存储器容量字数,位数,2,n,m,n,输入地址线数,m,输出数据线数,掩膜,ROM,在出厂时，其内部存储的信息就已经,“,固化,”,在里边了，所以也称固定,ROM,。,它在使用时只能读出，不能写入，因此通常只用来存放固定数据、固定程序和函数表等。具有,适合大量生产，简单，便宜，非易失性等特点。,7.2.1,掩模只读存储器,二极管,ROM,电路结构,存储矩阵的每个交叉点是一个,“存储单元”，存储单元中有器件存,入为“,1”,，无器件存入为,“,0”,。,与矩阵,或矩阵,地 址,数 据,A,1,A,0,D,3,D,2,D,1,D,0,0,0,0,1,0,1,0,1,1,0,1,1,1,0,0,1,0,0,1,1,1,1,1,0,A,0,A,n-1,W0,W(2,n,-1),D0,Dm,用,MOS,管构成的矩阵,两个概念：,1.,存储矩阵的每个交叉点是一个“存储单元”，存储单元中有器件存入“,1”,，无器件存入“,0”,2.,存储器的容量：“字数,x,位数”,掩模,ROM,的特点：,出厂时信息已经固定，不能更改，适合大量生产，简单，,便宜，存储的信息不容易丢失。,7.2.2,可编程,ROM(PROM),PROM,在出厂时，存储的内容为全,0,(,或全,1,),，用户根据需要，可将某些单元改写为,1,(,或,0,),。这种,ROM,采用熔丝或,PN,结击穿的方法编程，由于熔丝烧断或,PN,结击穿后不能再恢复，,因此,PROM,只能改写一次,。,PROM,总体结构与掩膜,ROM,一样，但存储单元不同。,熔丝型,PROM,的存储单元,PROM,的结构图,7.2.3,可擦除可编程,ROM(EPROM),EPROM,中存储的数据可以擦除重写，因而用在经常,需要改写,ROM,中内容的场合。,一、,用紫外线擦除的,EPROM(UVEPROM),二、电可擦除的可编程,ROM,（,E,2,PROM,）,E,2,PROM,只需在高电压脉冲或在工作电压下,就可以进行擦除，而不要借助紫外线照射，所以比,EPROM,更灵活方便。,选通管,三、快闪存储器（,Flash Memory,）,快闪存储器即吸收了,EPROM,结构简单、编程可靠,的优点，又保留了,E,2,ROM,用隧道效应擦除的快捷特性，,而且集成度可以做得很高。,7.3,随机存储器,RAM,7.3.1,静态随机存储器（,SRAM,）,一、,SRAM,的结构与工作原理,10244,位,RAM2114,的结构图,6464,4096,二、,SRAM,的存储单元,二、,SRAM,的静态存储单元,7.3.2*,动态随机存储器（,DRAM,）,动态存储单元是利用,MOS,管栅极电容,可以存储电荷的原,理制成的。由于存储单元非常简单，所以在大容量高集成度的,RAM,中得到了普遍的应用。,单管动态,MOS,存储单元,7.4,存储器容量的扩展,7.4.1,位扩展方式,适用于每片,RAM,或,ROM,字数够,用而,位数不够,时。,接法：将各片的地址线、读写线、片选线并联即可。,例：用八片,1024 x 1,位,1024 x 8,位的,RAM,7.4.2,字扩展方式,适用于每片,RAM,、,ROM,位数够,用,而字数不够,时。,例：用四片,256 x 8,位,1024 x 8,位,RAM,1024 x 8,RAM,0,1,1,1,1,1,1,0,1,1,0,1,1,1,0,1,1,0,1,1,1,0,0,0,RAM,的字扩展,讨论：,1,、指出下列存储系统各具有多少个存储单元，至少需要,几根地址线和数据线。,64K8 256K,4,1M32,2,、下图为,EPROM2716,其中,A,10,A,0,为地址线，,D,7,D,0,为数据线，,CS,为使能端，现在需要容量为,16K32,的存储器，,问：需要,EPROM2716,多少片？说明理由。,D,7,D,6,D,5,D,4,D,3,D,2,D,1,D,0,EPROM2716,A,10,A,9,A,8,A,7,A,6,A,5,A,4,A,3,A,2,A,1,A,0,CS,7.5,用存储器实现组合逻辑函数,一、基本原理,若以地址线为输入变量，则数据线即为一组关于地址变量的逻辑函数。,A,0,A,n-1,W0,W(2,n,-1),地 址,数 据,A,1,A,0,D,3,D,2,D,1,D,0,0,0,0,1,0,1,0,1,1,0,1,1,1,0,0,1,0,0,1,1,1,1,1,0,地址端提供了两个,变量的所有最小项,ROM,的与矩阵和或阵列图,例如，将输入地址,A,1,A,0,视,为输入变量，而将,D,3,、,D,2,、,D,1,、,D,0,视为一组输出逻辑变量，则,D,3,、,D,2,、,D,1,、,D,0,就是,A,1,、,A,0,的一组逻辑函数。,二、举例,输 入,输 出,数字,D,C,B,A,a,b,c,d,e,f,g h,字形,0,0,0,0,0,1,1,1,1,1,1,0 1,1,0,0,0,1,0,1,1,0,0,0,0 1,2,0,0,1,0,1,1,0,1,1,0,1,3,0,0,1,1,1,1,1,1,0,0,1,4,0,1,0,0,0,1,1,0,0,1,1,5,0,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1 1,6,0,1,1,0,0,0,1,1,1,1,1 1,7,0,1,1,1,1,1,1,0,0,0,0 1,8,1,0,0,0,1,1,1,1,1,1,1 1,9,1,0,0,1,1,1,1,0,0,1,1 1,10,1,0,1,0,1,0,0,1,1,0,1 0,11,1,0,1,1,1,0,1,1,0,0,1 0,12,1,1,0,0,0,1,0,0,0,1,1 0,13,1,1,0,1,0,1,1,1,1,0,1 0,14,1,1,1,0,1,1,0,1,1,1,1 0,15,1,1,1,1,1,0,0,0,1,1,1 0,八段数据显示器,八段数据显示器,讨论：,1.,某,RAM,芯片的存储容量为,2564,位，该芯片的外部引脚,有几根地址线？几根数据线？,若已知某,RAM,芯片引脚中有,11,条地址线，,8,条数据线，那么该芯片的存储容量是多少？,2.,将一个,16384,个存储单元的存储电路设计成,8,位的,RAM,，,试问该有几根地址线？几根数据线？,8,根地址线，,4,根数据线,2,11,8,位,2K 8,位,8,根数据线，,16384/8,2048,2,11,，所以有,11,根地址线。,3.,用,RAM2114,芯片（容量为,1K4,位）组成,4K 8,位的存,储器，需要多少片这样的芯片？,讨论：,需要,8,片。,7.1,、,7.2,、,7.5,、,7.8,、,7.10,、,7.14,作 业,题,7.14,用,164,位,ROM,和同步十六进制加法计数器,74LS161,组成的,脉冲分频电路，,ROM,的数据表如下。试画出在,CLK,信号作用下,D,3,、,D,2,、,D,1,、和,D,0,输出的电压波形，并说出它们与,CLK,信号频率之比。,