存储器与可编程逻辑器件.ppt

第六章存储器与可编程逻辑器件;存储器概述;存储器分类：;存储器的主要性能指标：;随机存取存储器;存储矩阵 (2n字×m位);;1. 存储矩阵：由存储单元构成，一个存储单元存储一位二进制数码“1〞或“0〞。与ROM不同的是RAM存储单元的数据不是预先固定的，而是取决于外部输入信息，其存储单元必须由具有记忆功能的电路构成。;静态MOS存储单元(SRAM) ;读出是无破坏性的，即，读操作不会使数据发生改变。 写入会改变原来存放的数据。即，不管原来存放的数据是什么，写操作后一定是新写入的数据。 ;V;V;SRAM的根本结构 ;;存储单元数量多，将存储单元排列成矩阵形式〔存储器阵列〕阵列中各单元的选择称地址译码;从RAM的结构再看RAM指标的意义：;10.1.1 只读存储器〔ROM〕;利用触发器保存数据 写入时在D和/D上加上反相信号，引起触发器的翻转即可 数据读出非破坏性，一次写入，可以反复读出 存储单元占用管元多，每比特面积大、功耗高;动态MOS存储单元(DRAM);DRAM工作原理;〔3〕刷新: 刷新：由于漏电，应周期性地给Cs补充电荷， 使存储的数据不丧失。 刷新操作：执行一次读操作，但并不使用读得 的数据。 存储单元为阵列排列时，以行为单位进行刷新， 周期约为几毫秒; 存储器：由大量的存储单元按阵列方式排列形成。 ;存储器的扩展 ;系统要求的内存容量为M〔字数〕N〔字长或位数〕，现有单片ROM/RAM的容量为m〔字数〕n〔字长或位数〕。所需单片ROM/RAM的数量计算原那么如下。 计算原那么：M≧m，N ≧ n 根据字数计算所需单片数：M/m 〔取整数〕 根据字长或位数计算所需单片数：N/n 〔取整数〕 总片数：S=(M/m )×(N/n );扩展方式;RAM容量的位(字长)扩展;用1K1位的RAM扩展成1K×8位的存储器。;2．字扩展方式;RAM容量的字扩展;用256×8位RAM扩展成1024×8位RAM ;图示是用字扩展方式将4片2568位的RAM扩展为10248位RAM的系统框图。 图中，译码器的输入是系统的高位地址A9、A8 ，其输出是各片RAM的片选信号。 假设A9A8=01 ，那么RAM〔2〕片的 /CS=0 ，其余各片RAM的 /CS均为1，应选中第二片。第二片的信息可以读出，送到位线上。 读出的内容那么由低位地址 A7~A0决定???显然，4片RAM轮流工作，任何时候，只有一片RAM处于工作状态，整个系统字数扩大了4倍，而字长仍为8位。 ;3．字位扩展方式;用1K×4位RAM扩展成一个4K×8位存储器 ;N字M位ROM结构 ;二极管ROM结构图;将ROM输入地址A1A0视为输入变量，而将D3、D2、D1、D0视为一组输出逻辑变量，那么D3、D2、D1、 D0就是A1、A0的一组逻辑函数。 ;ROM的与或阵列图 (a) 框图； (b) 符号矩阵 ; 用ROM实现逻辑函数一般按以下步骤进行： (1) 根据逻辑函数的输入、输出变量数，确定ROM容量，选择适宜的ROM。 (2) 写出逻辑函数的最小项表达式，画出ROM阵列图。 (3) 根据阵列图对ROM进行编程。 ;例 用ROM实现四位二进制码到格雷码的转换。 ;;四位二进制码转换为四位格雷码阵列图 ;3. 可擦除的可编程ROM(EPROM) ;10.1.1 只读存储器〔ROM〕; 地址译码器的作用是将输入的地址译码成相应的控制信息，利用这个控制信号从存储矩阵中把指定的单元选出，并把其中的数据送到读出电路。;;6．ROM在组合逻辑设计中的应用 ;从与或逻辑网络的角度看，ROM中的地址译码器形成了输入变量的所有最小项，即实现了逻辑变量的与运算。ROM中的存储矩阵实现了最小项的或运算，即形成了各个逻辑函数。 ;; 用ROM实现逻辑函数一般按以下步骤进行： 〔1〕根据逻辑函数的输入、输出变量数，确定ROM容量，选择适宜的ROM。 〔2〕写出逻辑函数的最小项表达式，画出ROM阵列图。 〔3〕根据阵列图对ROM进行编程。;解：〔1〕输入是四位二进制码，输出是四位格雷码，应选用容量为的ROM。 〔2〕列出四位二进制码转换位格雷码的真值表，如表10-2 所示。由可写出以下最小项表达式为 ;二进制数（存储地址） B3 B2 B1 B0;〔3〕可画出四位二进制码—格雷码转换器的ROM符号矩阵，如图10-5所示。;10.2.1 PLD的电路表示法; PLD器件图中与门的画法与传统画法不同，例如3个输入端的与门画法表示在图10-11中。 ; 因为PLD器件中的与门输入端很多，一般一个与门往往