第7章 半导体存储器和可编程逻辑器件

1第7章半导体存储器和可编程逻辑器件2集成度高(体积小);可靠性高;功耗小;价格低;外围电路简单且易于接口;便于自动化批量生产。

7.1 半导体存储器大规模集成电路——LSI 器件LSI:L arge S cale I ntegration一、LSI 器件的特点：3二、LSI 器件的类型：1.按结构分：双极型TTL STTL LSTTL 注入逻辑（多极电极的晶体管逻辑)I 2L:特点：工作速度快，功耗大，价格高。

MOS 型NMOSCMOS特点：集成度高，功耗小，价格低。

用于大容量存储系统，如微机内存。

4通用型：常用的、已标准化、系列化的存储器、微处理器、单片机等。

专用型：仅用于某些专门设备，如门阵列。

三.半导体存储器：定义：用半导体器件来存储二值信息的LSI 器件叫半导体存储器。

（主要用于计算机和某些数字系统中，存放程序、数据、资料等）2.按应用分：5四.半导体存储器的分类：1.按制作工艺分：双极型、MOS 型2.按存取方式分：Ø顺序存取存储器（SAM:S equential A ccess M emory )Ø随机存取存储器（RAM: R andom A ccess M emory )Ø只读存储器（ROM: R ead O nly M emory )6v 存储容量Ø位(bit)Ø字(byte)Ø存储容量:(字数) ×(位数)五. 半导体存储器的主要技术指标v 存取时间（读/写周期）7 7.1.2 顺序存取存储器（SAM）1、动态CMOS反相器V DDTGCP82、动态TG 2CPC 1TG 1CP1位3、1024位动态移存器示意图串入CP CP910 FILO型SAM···CPO0EN1EN1m位双向移位寄存器O···SL/SR1···3、顺序存取存储器（SAM）FIFO型SAM117.1.3 只读存储器ROMROM 定义：固定存储器，将需要长期存放的程序、表格、函数、常数、符号等数据固化在ROM 存储器内.正常工作时只能读出，不能写入。

掉电不消失。

•PROM: 熔断法，PN 结击穿法EPROM: 允许改写几百次E 2PROM:允许改写100～10000次Flash Memory:快闪存储器12由三部分组成：地址译码器（完全译码方式）、存储矩阵、输出电路。

例1.分析4×4位二极管固定ROM.1. 固定ROM的结构13D 0A A D 1D 2D 3EN W 1W 0W 2W D 0D 1D 2D 3与阵列&&&&14111111011101100010000000D 0D 1D 2D 3A 0A 1ROM 地址与输出的关系D 0AA D 1D 2D 30101310010132101013220101323A A A A W W D A A A A W W D A A A A W W D A A A A W W D +=+=+=+=+=+=+=+=15ØROM阵列图：W3WW1W2字线与阵列或321········164. ROM 在组合逻辑设计中的应用v ROM 中的地址译码器实际上是与门阵列，存储矩阵实际上是或门阵列v 用ROM 实现组合逻辑函数的步骤：1）将输入变量作为地址输入变量，字线与最小项相对应，绘出与阵列；2）位线作为逻辑函数的输出。

列出该函数的真值表；3）将全部最小项相或，由真值表对应画出或阵列（存储矩阵）；17例.用ROM 阵列实现组合逻辑函数：CAB C A B A )C ,B ,A (F )7.6.4.3()C ,B ,A (F 2m1++==∑解6543127643m1m m m m m CAB C A B A )C ,B ,A (F m m m m )7.6.4.3()C ,B ,A (F ++++=++=+++==∑18W W W W 字线位与阵列或21·············ROM 阵列图····W W W W ····19例2.用ROM 阵列实现一位全加器。

0 01 01 00 11 00 10 1 1 10 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1F COCI A B )7.6.5.3(AB CI B A CI B A CO )7.4.2.1(CI B A CI B A CI AB CI B A F m m ∑=+⋅+⋅=∑=⋅+⋅+⋅+⋅=20W W W W 字线位与阵列或·············ROM 阵列图····W W W W ····21例用PROM 构成将4位二进制码转换成循环码的码制转换电路解列出4位二进制码转换成循环码的真值表W 151111W 71110W 140111W 60110W 131011W 51010W 120011W 40010W 111101W 31100W 100101W 20100W 91001W 11000W 80001W 00000W iW iB 2B 3B 1B 0G 2G 3G 1G 0B 2B 3B 1B 0G 2G 3G 1G 00010101011100110010011001000000000011001110101010111111110110011223 2 1 01234567891011121314154位将二进制码转换成循环码的PROM阵列图16 ×4的PROM23例用PROM构成1位全加器解列出1位全加器真值表1111S i1111111111111111CO iB iA iCI i-124Ci A Bi i1234567实现1位全加器的PROM阵列图257.1.4 随机存取存储器RAM一.定义：随时随机对任意一个单元直接存、取信息。

特点：①读、写方便，使用灵活；②掉电信息易消失二.结构：RAM 由存储矩阵、地址译码器、读/写控制电路（I/0电路）三部分组成。

入/输出地址输入26(列)地址译码y 矩阵A 0A A 片······例1、256×1的RAM 示意图:析：为256 bit （28＝256）行地址A 3 A 2 A 1 A 0 ；列地址A 7 A 6 A 5 A 4中：AB （地址线）：8根DB （数据线）：1根CB （控制线）：2根当A 7 ～A 0从00000000到11111111时，分别选中第0号字～第255号字进行读、写操作。

271048576(1024K=1M)20524288(512K)19262144(256K)18131072(128K)1765536(64K)1632768(32K)1516384(16K)148192(8K)134096(4K)122048(2K)111024(1K)10可寻址数2n地址码位数n地址码位数与寻址数关系其中：地址位数n，可寻址数2n28三、RAM 的扩展1、RAM 集成片HM6264CMOS 静态RAM 芯片，8K 字×8位R/W CS 1CS 2OE存储容量：64K地址线AB ：13根（8K=213字）数据线DB ：8根（8位）（I/O 0～I/O 7）控制线CB ：4根：片选读写控制输出允许端456782524232221A A 7A 6A 5A 4A 3A 2A 1A 0A 8A 9A 11I/O I/O I/O I/O 5I/O 4I/O 3I/O 7I/O 6A 10R/W CS 1CS 2OE GNDDD HM6264HM6264外引脚排列图29I/O 7I/O 1I/O 0V DDGND CS 2OE (6264)1I/O 7I/O 1I/O 0V DD GND CS OE (6264)ⅠⅡ2、位扩展：例1、用HM6264扩展成8K ×16位存储器。

分析：片数：2片；AB : (8K=213 )13根；DB ：16根。

303、字扩展：例2、用HM6264扩展成32K ×8位的存储器。

分析：片数：4片；AB : (32K=215 )15根；DB ：8根。

I/O 7I/O 1I/O 0V DD A 12A 0GND R/W CS 1CS 2OE…6264…7I/O 1I/O 0V DDA 12A 0CS 1CS 2…6264Ⅰ…I/O 7I/O A 12GND R/W OE…6264…I/O 7I/O 1I/O 0V DDA 12A 0GND R/W CS 1CS 2OE (62641) (ⅡⅢ1)131提问：用两片6264构成16K ×8位，怎么做？D 0I/O 7I/O 1I/O 0V DD A 12A 0GND R/W CS CS OE …6264…I/O 7I/O 1I/O 0V DDA 12A 0GNDR/W CS 1CS 2…6264Ⅰ…Ⅱ1答：用A 13作片选即可。

32第7章小结1.RAM 结构、特点、扩展、容量。

2.ROM 结构、特点、ROM 、PROM 阵列的分析。

3.用ROM 、PROM 阵列实现组合逻辑函数。

作业：P290：7-2，7-4，7-6，7-7。