单元8半导体存储器.ppt

RAM 在工作时既能从中读出 取出 信息 又能随时写入 存入 信息 但断电后所存信息消失 ROM 在工作时只能从中读出信息 不能写入信息 且断电后其所存信息在仍能保持 用户可直接写入信息的只读存储器 称为可编程只读存储器 简称PROM PROM中所存储的内容是由用户根据需要自己写入的 但只能写入一次 一经写入 存储内容即被固定且不能修改 2 选择合适的ROM 对照真值表画出逻辑函数的阵列图 2 用ROM作函数运算表 用ROM构成能实现函数y x2的运算表电路 例 设x的取值范围为0 15的正整数 则对应的是4位二进制正整数 用B B3B2B1B0表示 根据y x2可算出y的最大值是152 225 可以用8位二进制数Y Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y0表示 由此可列出Y B2即y x2的真值表 真值表 阵列图 由于PROM只能进行一次编程 而EPROM的内容可以多次修改 也能长期保存 修改时 用紫外线灯照射芯片上方的石英窗口一段时间 10 30min 芯片中的信息全部丢失 然后再用专用编程器写入新的内容 为使写好的信息不丢失 通常在窗口上都贴有避光纸 以防止外界紫外线照射 芯片写好后 数据可保持10年左右 另一种是电擦除可编程方式 称为EEPROM 也写作E2PROM 它是从EPROM发展而来的 它是针对EPROM不能按单元修改以及不能电擦除的缺点而改进的 E2PROM的擦除和写入实际是同一过程 擦除实为改写 改写时需要加高压电源 有外接的 使用时要由用户提供 INTEL2716EPROM芯片的引脚图如图所示 它由存储矩阵 译码器 数据输出电路和控制电路等组成 它的A0 A10为11位地址码 其中A3 A10是8位行地址码 可译出28 256条行地址线 字线 A2 A0是3位列地址码 它通过8个八选一数据选择器从64条位线中选出8条位线组成一个字输出 因此它的容量为28 23 256 8 2k字 8 1 4集成EPROM 2764内容测试 按照电路图连接电路 接好电源 然后进行测试 地址译码器分为行地址译码器和列地址译码器 在给定地址码后 行地址译码器输出线 又称字线 中有一条为有效电平 它选中一行存储单元 同时列地址译码器的输出线 又称位线 中也有一条为有效电平 8 2双译码结构存储器 存储位电路分为静态和动态两种 静态存储位电路 它由触发器 控制电路和开关管等构成 所谓动态存储是相对静态而言 静态存储只要不断电 信息就可永久保存 而动态存储则不然 静态RAM的优点是存取速度快 不需刷新 缺点是基本存储电路包含器件数目较多 功耗较大 成本较高 动态RAM所用器件少 功耗低 集成度高 价格便宜 缺点是存取速度较慢 并要有刷新电路 主要用作内存 以典型的SRAM芯片2114为例介绍 它是双列直插18脚封装器件 存储容量1024 4 最大存取时间200 450ns 采用 5V电源供电 与TTL电平完全兼容 当单元RAM不能满足存储容量的要求时 这时可把多个单片RAM进行组合 扩展成大容量的存储器 一 RAM的位扩展当利用单片RAM的位数不够时 就要进行位扩展 位扩展就是把n片相同RAM的地址并接在一起 让它们共用地址码 各片的片选线二 RAM的字扩展当利用单片的RAM的字数不够时 就要进行字扩展 字扩展就是把n片相同RAM的数据线并接在一起作为共用输入 输出端 即位不变 读 写控制线也接在一起 把地址线加以扩展 用扩展的地址线去控制各片RAM的片选线 三 RAM的位线和字线同时扩展当RAM的位线和字线都需要扩展时 一般是先进行位扩展 然后再进行字扩展 8 3其他存储设备 可编程阵列逻辑通常用来实现某些特殊的组合逻辑函数 PAL是由可编程的 与阵列 固定的 或阵列 和固定输出的可编程器件组成 例如图所示为用PAL实现的一组组合逻辑函数 试写出该组逻辑函数的表达式 8 5可编程阵列逻辑PAL GAL与PAL都属于可编程逻辑器件 它们的基本门阵列结构一样 都由可编程与阵列和固定或阵列组成 它们的不同在于 PAL是PROM的熔丝工艺 一旦编程后便不能改写 通用性差 使设计者在选择最佳型号时遇到困难 GAL弥补了上述不足 GAL是E2PROM工艺 可重复编程 PAL的输出是固定的 而GAL用一个可编程的输出宏单元 OLMC 作为输出电路 在这个OLMC中 包括或阵列和输出寄存器 还有一些编程控制电路 由于可编程 使它能够方便地组成多种不同的输出组态 因此比PAL更灵活 功能更强 应用更方便 8 6通用阵列逻辑GAL 16V8引脚排列如图所示 引脚2 9为八个输入缓冲器的输入端 引脚12 19为八个输出端 引脚1为时钟CP端 引脚11为输出三态控制端OE 这两个引脚有时可作输入端 引脚20为 5V电源端 引脚10为 地 端 GAL器件给逻辑设计领域带来了新的自由 设计者可以使用GAL开发工具 软件开发工具以及编程器 代替现存的传统逻辑设计 以求新产品设计的优化 GAL器件可以被编程为基本逻辑门 基本触发器 移位寄存器 4位可逆计数器 7位计数器 存储器 地址译码器 四选一数据选择器 3 8线译码器 4位串联加法器等 例8 4应用16 16的点阵 使用逐列循环扫描的方式 不间断地显示英文字母或汉字 解 16 16的点阵显示是很多复杂显示系统的应用基础 例如火车站 机场等公共场所的信息都可以用点阵显示信息 随着硬件水平的提高 点阵显示的效果会更加清晰 美观 16 16点阵的列是由16个行信号组成的 每一行是由一个单独的位来控制 高电平有效 而列是由一个4位矢量来控制的 列选信号为SEL0 SEL1 SEL2 SEL3 经4线 16线译码器输出16列 过程如下 1 列循环扫描 通过对每一列的扫描来完成对字母的显示 只要扫描的频率足够快 就能在视觉上给人以连续的感觉 因而扫描的频率不能太低 2 字符样式设计 建立16 16点阵 电路在扫描的同时可以从中读取所需要的字符 信息 从而完成字符的显示 例如 字母H的数据信息如图所示 3 字母循环扫描及其延时环节 为使字母不断地循环显示 并且使每个字母之间有停顿 就需要在中间加一定的延时和循环环节 通过修改其数据来控制每个字母的显示时间