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EXIT,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,半导体存储器,EXIT,概述,第,9,章,半导体存储器,本章小结,随机存取存储器,(,RAM,),只读存储器,(,ROM,),9.1,概述,主要要求：,了解半导体存储器的,作用、类型与特点,。,例如计算机中的自检程序、初始化程序便是固化在 ROM 中的。计算机接通电源后，首先运行它，对计算机硬件系统进行自检和初始化，自检通过后，装入操作系统，计算机才能正常工作。,二、,半导体存储器的类型与特点,只读存储器,(,ROM，即,R,ead,-,O,nly,M,emory,),随机存取存储器,(,RAM，即,R,andom,A,ccess,M,emory,),RAM,既能读出,信息,又能写入,信息。,它用于存放需经常改变的信息，,断电后其数据将丢失,。常用于存放临时性数据或中间结果。,例如 计算机内存就是 RAM,ROM,在工作时,只能读出,信息而不能写入信息。,它用于存放固定不变的信息，,断电后其数据不会丢失,。常用于存放程序、常数、表格等。,一、,半导体存储器的作用,存放二值数据,主要要求：,了解 ROM 的类型和结构，理解其工作原理。,了解集成 EPROM 的使用。,理解,字、位、存储容量,等概念。,9.2,只读存储器,按数据写入方式不同分,掩模 ROM,可编程 ROM,(,P,rogrammable,ROM,，简称 PROM,),可擦除 PROM,(,E,rasable,PROM,，简称 EPROM,),电可擦除 EPROM,(,E,lectrically,EPR,OM,，简称 E,2,PROM,),一、,ROM,的类型及其特点,写入的数据可电擦除，用户可以多次改写存储的数据。使用方便。,其存储数据在制造时确定，用户不能改变。用于批量大的产品。,其存储数据由用户写入。但只能写一次。,写入的数据可用紫外线擦除，用户可以多次改写存储的数据。,二、,ROM,的结构和工作原理,4 4 二极管 ROM 的结构和工作原理动画演示,(一),存储矩阵,由存储单元按字,(,W,ord,),和位,(,Bit,),构成的距阵,由存储距阵、地址译码器(和读出电路)组成,4,4 存储矩阵结构示意图,W,3,W,2,W,1,W,0,D,3,D,2,D,1,D,0,字线,位线,字线与位线的交叉点即为,存储单元,。,每个存储单元可以存储 1 位二进制数。,交叉处的圆点 “”表示存储“1”；交叉处无圆点表示存储“0”。,当某字线被选中时，相应存储单元数据从位线,D,3,D,0,输出。,单击鼠标请看演示,10 1 1,10 1 1,从位线输出的每组二进制代码称为一个字。一个字中含有的存储单元数称为字长，即字长=位数。,W,3,1.存储矩阵的结构与工作原理,2.存储容量及其表示,用,“M”表示“1024 K”,，即 1 M=1024 K=2,10,K=2,20,。,2.存储容量及其表示,指存储器中存储单元的数量,例如，一个 32,8 的 ROM，表示它有 32 个字，字长为 8 位，存储容量是 32,8=256。,对于大容量的 ROM常用,“K”表示“1024”,，即 1 K=1024=2,10,；,例如，一个 64 K,8 的 ROM，表示它有 64 K 个字，字长为 8 位，存储容量是 64 K,8=512 K。,一般用,“字数,字长,(即位数)”,表示,3.存储单元结构,3.存储单元结构,(,1,),固定 ROM 的存储单元结构,二极管 ROM,TTL,-,ROM,MOS,-,ROM,W,i,D,j,W,i,D,j,V,CC,W,i,D,j,+,V,DD,1,接半导体管后成为储 1 单元；若不接半导体管，则为储 0 单元。,(,2,),PROM 的存储单元结构,PROM 出厂时，全部熔丝都连通，存储单元的内容为全 1,(,或全 0,),。用户可借助编程工具将某些单元改写为 0,(,或 1,),这只要将需储 0,(,或 1,),单元的熔丝烧断即可。,熔丝烧断后不可恢复，因此 PROM 只能一次编程。,二极管 ROM,TTL,-,ROM,MOS,-,ROM,W,i,D,j,W,i,D,j,V,CC,W,i,D,j,+,V,DD,1,熔丝,熔丝,熔丝,(,3,),可擦除PROM,的,的存储,单,单元结,构,构,EPROM,利,利用编,程,程器写,入,入数据,，,，用紫,外,外线擦,除,除数据,。,。其集,成,成芯片,上,上有一,个,个石英,窗,窗口供,紫,紫外线,擦,擦除之,用,用。芯,片,片写入,数,数据后,，,，必须,用,用不透,光,光胶纸,将,将石英,窗,窗口密,封,封，以,免,免破坏,芯,芯片内,信,信息。,E,2,PROM 可,以,以电擦,除,除数据,，,，并且,能,能擦除,与,与写入,一,一次完,成,成，性,能,能更优,越,越。,用一个,特,特殊的,浮,浮栅MOS,管,管替,代,代熔丝,。,。,刚才介,绍,绍了ROM中,的,的存储,距,距阵，,下面将,学,学习ROM中,的,的地址,译,译码器,。,。,(二),地,地址译,码,码器,(二)地址译,码,码器,从 ROM,中,中读出,哪,哪个字,由,由地址,码,码决定,。,。地址,译,译码器,的,的作用,是,是：根,据,据输入,地,地址码,选,选中相,应,应的字,线,线，使,该,该字内,容,容通过,位,位线输,出,出。,例如，,某,某 ROM,有,有 4,位,位地,址,址码，,则,则可选,择,择 2,4,=16 个,字,字。,设,设输,入,入地址,码,码为1010，则,字,字线,W,10,被选中,，,，该,字,字内,容,容通过,位,位线输,出,出。,存储矩,阵,阵中存,储,储单元,的,的编址,方,方式,单译码编址方式,双译码编址方式,适用于,小,小容量,存,存储器,。,。,适用于,大,大容量,存,存储器,。,。,又称单,译,译码编,址,址方式,或,或单地,址,址寻址,方,方式,D,1,D,7,地,址,译,码,器,0,0,1,0,31,0,31,1,0,1,1,1,A,0,A,1,A,4,31,7,0,7,1,7,W,0,W,1,W,31,D,0,单地址译码方式 32,8 存储器的结构图,1.,单,单地,址,址译码,方,方式,一个,n,位地址,码,码的ROM,有,有2,n,个字，,对,对应2,n,根字线,，,，选中字,线,线,W,i,就选中,了,了该字,的,的所有,位,位。,32,8 存,储,储矩阵,排,排成32,行,行 8,列,列，,每,每一行,对,对应一,个,个字，,每,每一列,对,对应32,个,个字的,同,同一位,。,。32,个,个字,需,需要5 根,地,地址输,入,入线。,当,当,A,4,A,0,给出一,个,个地址,信,信号时,，,，便可,选,选中相,应,应字的,所,所有存,储,储单元,。,。,例如，,当,当,A,4,A,0,=00000 时,，,，选中,字,字线,W,0,，可将(0,，,，0)(0，7),这 8,个,个基,本,本存储,单,单元的,内,内容同,时,时读出,。,。,基本单,元,元为,存,存,储,储单元,A,5,A,7,行地,址,译,码,器,W,0,W,1,W,15,W,31,W,16,W,17,A,0,A,1,A,3,W,255,W,240,W,241,X,0,X,1,X,15,A,4,双地址译码方式 256 字存储器的结构图,A,2,列,地,址,译,码,器,A,6,Y,1,Y,15,Y,0,又称双,译,译码编,址,址方式,或,或双地,址,址寻址,方,方式,地址码,分,分成行,地,地址码,和,和列地,址,址码两,组,组,2.,双,双,地,地址译,码,码方式,基本单,元,元为,字,字单元,例如,当,当,A,7,A,0,=00001111 时,，,，,X,15,和,Y,0,地址线,均,均,为,为高电,平,平，字,W,15,被选中,，,，其存,储,储内容,被,被读出,。,。,若采用,单,单地址,译,译码方,式,式，则,需,需 256,根,根内部,地,地址线,。,。,256,字,字,存,存,储,储,器,器,需,需,要,要8,根,根,地,地,址,址,线,线,，,，,分,分,为,为,A,7,A,4,和,A,3,A,0,两,组,组,。,。,A,3,A,0,送,入,入,行,行,地,地,址,址,译,译,码,码,器,器,，,，,产,产,生,生16,根,根,行,行,地,地,址,址,线,线(,X,i,),；,；,A,7,A,4,送,入,入,列,列,地,地,址,址,译,译,码,码,器,器,，,，,产,产,生,生16,根,根,列,列,地,地,址,址,线,线(,Y,i,),。,。,存,存,储,储,矩,矩,阵,阵,中,中,的,的,某,某,个,个,字,字,能,能,否,否,被,被,选,选,中,中,，,，,由,由,行,行,、,、,列,列,地,地,址,址,线,线,共,共,同,同,决,决,定,定,。,。,三,、,、,集,集,成,成,EPROM,举,例,例,27,系,系,列,列EPROM,是,是,最,最,常,常,用,用,的,的EPROM,，,，,型,型,号,号,从,从2716,、,、2732,、,、2764,一,一,直,直,到,到27C040,。,。,存,存,储,储,容,容,量,量,分,分,别,别,为,为2K,8,、,、4K,8,一,一,直,直,到,到512K,8,。,。,下,下,面,面,以,以Intel2716,为,为,例,例,，,，,介,介,绍,绍,其,其,功,功,能,能,及,及,使,使,用,用,方,方,法,法,。,。,V,CC,Intel 2716,A,8,A,9,V,PP,OE,A,10,CS,D,7,D,6,D,5,D,4,D,3,A,7,A,6,A,5,A,4,A,3,A,2,A,1,A,0,D,0,D,1,D,2,GND,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,24,23,22,21,20,19,18,17,16,15,14,13,A,10,A,0,为,地,地,址,址,码,码,输,输,入,入,端,端,。,。,D,7,D,0,为,数,数,据,据,线,线,，,，,工,工,作,作,时,时,为,为,数,数,据,据,输,输,出,出,端,端,，,，,编,编,程,程,时,时,为,为,写,写,入,入,数,数,据,据,输,输,入,入,端,端,。,。,V,CC,和GND,：,：+5V,工,工,作,作,电,电,源,源,和,和,地,地,。,。,V,PP,为,编,编,程,程,高,高,电,电,平,平,输,输,入,入,端,端,。,。,编,编,程,程,时,时,加,加+25V电,压,压,，,，,工,工,作,作,时,时,加,加+5V电,压,压,。,。,(,一,一),引,脚,脚,图,图,及,及,其,其,功,功,能,能,CS,有两种功能：,(,1,),工作时为片选使能端，低电 平有效。,CS,=0 时，芯片被 选中，处于工作状态。,(,2,),编程时为编程脉冲输入端。,OE,为允许数据输出端，低电平有效。,OE,=0 时，允许读出数据；,OE,=1 时，不能读出数据。,存,储,储,容,容,量,量,为,为2K,字,字,(二),由,CS,、,OE,和,V,PP,的不同状态，确定 2716 的下列 5 种工作方式,(,1,),读方式：当,CS,=0、,OE,=0,，并有地址码输入时，,从,D,7,D,0,读出,该地址单元的数据。,(,2,),维持方式：当,CS,=1,时，数据输出端,D,7,D,0,呈高阻,隔离态,，此时芯片处于维持状态，电源电,流下降到维持电流 27 mA 以下。,(,3,),编程方式：,OE,=1,，在,V,PP,加入 25 V,编程电压，在地址,线上输入单元地址，数据线上输入要写入的,数据后，在,CS,端送入 50 ms 宽的编程正脉,冲,，数据就被写入到由地址码确定的存储单,元中。,(,4,),编程禁止：在编程方式下，如果,CS,端不送入编程正脉 冲，而保持低电平，则芯片不能被编程，此时为编程禁止方式，数据端为高阻隔
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