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1、第七章 半导体存储器第七章第七章第七章第七章 半导体存储器半导体存储器半导体存储器半导体存储器7.1 7.1 概述概述概述概述能存储大量二值信息的器件能存储大量二值信息的器件能存储大量二值信息的器件能存储大量二值信息的器件一、一般结构形式一、一般结构形式一、一般结构形式一、一般结构形式输输输输入入入入/出出出出电电电电路路路路I/OI/O输入输入输入输入/出出出出控制控制控制控制!单元数庞大!单元数庞大!单元数庞大!单元数庞大!输入!输入!输入!输入/输出引脚数目有限输出引脚数目有限输出引脚数目有限输出引脚数目有限二、分类二、分类二、分类二、分类1 1、从存、从存、从存、从存/取功能分:取功能
2、分:取功能分:取功能分:只读存储器只读存储器只读存储器只读存储器(Read-Only-MemoryRead-Only-Memory)随机读随机读随机读随机读/写写写写(Random-Access-MemoryRandom-Access-Memory)2 2、从工艺分:、从工艺分:、从工艺分:、从工艺分:双极型双极型双极型双极型MOSMOS型型型型7.2 ROM7.2.1 掩模掩模ROM一、结构一、结构二、举例二、举例地址地址数数 据据A A1 1A A0 0D D3 3D D2 2D D1 1D D0 00 00 00 01 10 01 10 01 11 10 01 11 11 10 00 0
3、1 10 00 01 11 11 11 11 10 0A A0 0AAn-1n-1W0W0W(2W(2n n-1)-1)D0D0DmDm两个概念:两个概念:两个概念:两个概念:vv存储矩阵的每个交叉点是一个存储矩阵的每个交叉点是一个存储矩阵的每个交叉点是一个存储矩阵的每个交叉点是一个“存储单元存储单元存储单元存储单元”,存储单元中,存储单元中,存储单元中,存储单元中有器件存入有器件存入有器件存入有器件存入“1”1”,无器件存入,无器件存入,无器件存入,无器件存入“0”0”vv存储器的容量:存储器的容量:存储器的容量:存储器的容量:“字数字数字数字数 x x 位数位数位数位数”=2=2n nxm
4、 xm 掩模掩模掩模掩模ROMROM的特点:的特点:的特点:的特点:出厂时已经固定,不能更改,适合大量生产出厂时已经固定,不能更改,适合大量生产出厂时已经固定,不能更改,适合大量生产出厂时已经固定,不能更改,适合大量生产简单,便宜,非易失性简单,便宜,非易失性简单,便宜,非易失性简单,便宜,非易失性7.2.2 7.2.2 可编程可编程可编程可编程ROMROM(PROMPROM)总体结构与掩模总体结构与掩模总体结构与掩模总体结构与掩模ROMROM一样,但存储单元不同一样,但存储单元不同一样,但存储单元不同一样,但存储单元不同写入时,要使用编写入时,要使用编写入时,要使用编写入时,要使用编程器程器
5、程器程器7.2.3 7.2.3 可擦除的可编程可擦除的可编程可擦除的可编程可擦除的可编程ROMROM(EPROMEPROM)总体结构与掩模总体结构与掩模总体结构与掩模总体结构与掩模ROMROM一样,但存储单元不同一样,但存储单元不同一样,但存储单元不同一样,但存储单元不同一、用紫外线擦除的一、用紫外线擦除的一、用紫外线擦除的一、用紫外线擦除的PROMPROM(UVEPROMUVEPROM)二、电可擦除的可编程二、电可擦除的可编程二、电可擦除的可编程二、电可擦除的可编程ROMROM(E E2 2PROMPROM)总体结构与掩模总体结构与掩模总体结构与掩模总体结构与掩模ROMROM一样,但存储单元
6、不同一样,但存储单元不同一样,但存储单元不同一样,但存储单元不同三、快闪存储器(三、快闪存储器(三、快闪存储器(三、快闪存储器(Flash MemoryFlash Memory)为提高集成度,省去为提高集成度,省去为提高集成度,省去为提高集成度,省去T2T2(选通管)(选通管)(选通管)(选通管)改用叠栅改用叠栅改用叠栅改用叠栅MOSMOS管(类似管(类似管(类似管(类似SIMOSSIMOS管)管)管)管)7.3 7.3 随机存储器随机存储器随机存储器随机存储器RAMRAM7.3.1 7.3.1 静态随机存储器(静态随机存储器(静态随机存储器(静态随机存储器(SRAMSRAM)一、结构与工作原
7、理一、结构与工作原理一、结构与工作原理一、结构与工作原理二、二、SRAM的存储单元的存储单元六管六管六管六管NN沟道增强型沟道增强型沟道增强型沟道增强型MOSMOS管管管管7.3.2*7.3.2*动态随机存储器(动态随机存储器(动态随机存储器(动态随机存储器(DRAMDRAM)动态存储单元是利用动态存储单元是利用动态存储单元是利用动态存储单元是利用MOSMOS管栅极电容可以存储电荷管栅极电容可以存储电荷管栅极电容可以存储电荷管栅极电容可以存储电荷的原理的原理的原理的原理7.4 存储器容量的扩展存储器容量的扩展7.4.1 位扩展方式位扩展方式适用于每片适用于每片RAM,ROM字数够用而位数不够时
8、字数够用而位数不够时接法:将各片的地址线、读写线、片选线并联即可接法:将各片的地址线、读写线、片选线并联即可例:用八片例:用八片1024 x 1位位 1024 x 8位的位的RAM7.4.2 字扩展方式字扩展方式适用于每片适用于每片RAM,ROM位数够用而字数不够时位数够用而字数不够时1024 x 8RAM例:用四片例:用四片256 x 8位位1024 x 8位位 RAM0 00 00 01 11 11 10 01 11 10 01 11 11 10 01 11 10 01 11 11 11 11 11 10 00 00 00 01 11 11 10 01 11 10 01 11 11 10
9、01 11 10 01 11 11 11 11 11 10 07.5 7.5 用存储器实现组合逻辑函数用存储器实现组合逻辑函数一、基本原理一、基本原理从从ROMROM的数据表可见:的数据表可见:若以地址线为输入变量,则数据线即为一组关于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地址变量的逻辑函数地地 址址数数 据据A A1 1A A0 0D D3 3D D2 2D D1 1D D0 00 00 00 01 10 01 10 01 11 10 01 11 11 10 00 01 10 00 01 11 11 11 11 10 0A0An-1A0An-1W0W0W(2W(2n n-1)-1)二、举例二、举例ROMROM、RAMRAM特点区别特点区别特点区别特点区别容量、容量扩展(字扩展、位扩展、字位同时扩展),容量、容量扩展(字扩展、位扩展、字位同时扩展),容量、容量扩展(字扩展、位扩展、字位同时扩展),容量、容量扩展(字扩展、位扩展、字位同时扩展),位扩展还要写出每一片位扩展还要写出每一片位扩展还要写出每一片位扩展还要写出每一片RAMRAM的地址范围的地址范围的地址范围的地址范围利用存储器实现逻辑函数利用存储器实现逻辑函数利用存储器实现逻辑函数利用存储器实现逻辑函数作业:作业:1 1、2 2、3 3、5 5、6 6、7 7、8 8、1111、1414
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