第九章半导体存储器 主要内容 ★了解半导体存储器的结构、特点和功能 ★RAM、ROM的应用
第九章 半导体存储器 主要内容 ★ 了解半导体存储器的结构、特点和功能 ★ RAM、ROM的应用
存储器概述 存储器是数字系统和电子计算机的重要组成部分; 功能:存放数据、指令等信息。 按材料分类 1)磁介质类软磁盘硬盘、磁带本课主要讲述 2)光介质类CD、DVD 半导体介质类 3)半导体介质类ROM、RAM寺 器件 按功能分类 主要分RAM和RoM两类,不过界限逐渐模糊。 RAM: SDRAM,硬盘, ROM: CD, DVD, FLASH ROM, EEPROM PROM 性能指标 1)存储容量—字数x位数;256×8bit=256字节,一般用位数 表示。 2)存取时间存储器操作的速度
存储器概述 存储器是数字系统和电子计算机的重要组成部分； 功能：存放数据、指令等信息。 按材料分类 1) 磁介质类——软磁盘、硬盘、磁带 2) 光介质类——CD、DVD 3) 半导体介质类——ROM、RAM等 按功能分类 主要分RAM和ROM两类，不过界限逐渐模糊。 RAM: SDRAM, 硬盘， ROM: CD, DVD, FLASH ROM, EEPROM，PROM 性能指标 1)存储容量——字数×位数；256×8bit=256字节，一般用位数 表示。 2)存取时间——存储器操作的速度。 本课主要讲述 半导体介质类 器件
半导体存储器 存放大量二进制信息的半导体器件。分为:ROM、RAM 一、只读存储器(ROM RoM~是存储固定信息的存储器件,即先把信息或数据 写入存储中,在正常工作时,它存储的数据是 固定不变的,只能读出,不能写入 (ROM是存储器结构最简单的一种 特点:@只能读出,不能写入; ②属于组合电路,电路简单,集成度高 自具有信息的不易失性 ④存取时间在20ns~50ns。 缺点:只适应存储固定数据的场合
半导体存储器 ——存放大量二进制信息的半导体器件。分为：ROM、RAM。 一、只读存储器(ROM) ROM ～ 是存储固定信息的存储器件，即先把信息或数据 写入存储器中，在正常工作时，它存储的数据是 固定不变的，只能读出，不能写入。 （ROM是存储器结构最简单的一种。） 特点：①只能读出，不能写入； ②属于组合电路，电路简单，集成度高； ③具有信息的不易失性； ④存取时间在20ns～50ns。 缺点：只适应存储固定数据的场合
ROM的分类 二极管ROM (1)按制造工艺分{双极型ROM(三极管) 单极型(MoS) (2)按存储内容写入方式分 掩膜ROM(固定ROM)厂家固化内容 可编程ROM(PRoM)—用户首次写入时决定内 容。(一次写入式) 可编程、可擦除ROM( EPROM)—可根据需要改写; 可编程、电可擦除ROM( EEPROM即 E2PROM) 快闪存储器 FLASH ROM
ROM的分类 (1)按制造工艺分 二极管ROM 双极型ROM(三极管) 单极型(MOS) (2)按存储内容写入方式分 掩膜ROM(固定 ROM)——厂家固化内容； 可编程ROM（ PROM ）——用户首次写入时决定内 容。（一次写入式） 可编程、可擦除ROM （EPROM）——可根据需要改写； 可编程、电可擦除ROM （EEPROM 即E 2PROM ） 快闪存储器FLASH ROM
1、腌膜ROM(固化ROM) 采用腌膜工艺制作RoM时,其存储的数据是由制作过程中的 腌膜板决定的。这种腌膜板是按照用户的要求而专门设计的。因 此,腌膜RoM在岀厂是內部存储的数据就“固化″在里面了,使 时无法再更改。 (1)基本构成 地址输 0 存储矩阵 数据 入A; 地址译码器 输出缓冲器 输出 态控制输入
1、腌膜ROM(固化ROM) 采用腌膜工艺制作ROM时，其存储的数据是由制作过程中的 腌膜板决定的。这种腌膜板是按照用户的要求而专门设计的。因 此，腌膜ROM在出厂是内部存储的数据就“固化”在里面了，使用 时无法再更改。 A0 Ai 地 址 译 码 器 ….. 存储矩阵 输 出 缓 冲 器 地 址 输 入 三态控制输入 数据 输出 （1）基本构成
地址输入 地址译码器 存储矩阵 输出缓冲器 数据 输出 三态控制输入 ①地址译码器的作用将输入的地址代码译成相应的控制信号 利用这个控制信号从存储矩阵中把指定的单元选出,并把 其中的数据送到输出缓冲器。 ②存储矩阵是由存储单元排列而成,可以由二极管、三极管或 Mos管构成。每个单元存放一位二值代码。每一个或一组 存储单元对应一个地址代码。 ③输出缓冲器的作用:工、提高存储器的带负载能力,将高、 低电平转换标准的逻辑电平; 工、实现对输岀的三态控制,以便与 系统总线连接
①地址译码器的作用将输入的地址代码译成相应的控制信号， 利用这个控制信号从存储矩阵中把指定的单元选出，并把 其中的数据送到输出缓冲器。 A0 Ai 地 址 译 码 器 ….. 存储矩阵 输 出 缓 冲 器 地 址 输 入 三态控制输入 数据 输出 ②存储矩阵是由存储单元排列而成，可以由二极管、三极管或 MOS管构成。每个单元存放一位二值代码。每一个或一组 存储单元对应一个地址代码。 ③输出缓冲器的作用：Ⅰ、提高存储器的带负载能力，将高、 低电平转换标准的逻辑电平； Ⅱ、实现对输出的三态控制，以便与 系统总线连接
(2)举例4×4存储器 2位地址代码A1、A0给出4个 Vcc 不同地址,4个地址代码分别 Al 译出W0~W3上的高电平信号。 地址译码器 Vc A D 把D3 位 存储矩阵 输 A0—44 线 WOWTYN3 SDO 二极管与门作译码 A1A0=00W0=1; AlA0=01 WI=1: A1A0=10W2=1: A1A0=1lW3=1;
（2）举例4×4存储器 2位地址代码A1、A0给出4个 不同地址，4个地址代码分别 译出W0～W3上的高电平信号。 位 输 出 线 1 1 1 1 1 1 Vcc A1 A0 D3 D2 D1 D0 W0W1W2W3 地 址 译 码 器 存 储 矩 阵 EN D3’ Vcc A1 A0 W3 二极管与门作译码 A1A0＝00 W0＝1； A1A0＝01 W1＝1； A1A0＝10 W2＝1； A1A0＝11 W3＝1；
(2)举例4×4存储器(续) 存储矩阵由4个二极管或门组成, 当W~W3线上给出高电平信 号时, Al 地会在D0~D3输出一个二值代码 AOo 址译码器 D3 D 把D3 存储矩阵 位输 母二极管或门作编码器 WMWW每0线 D3=W1+W3 D2=W0+W2+W3 W0~W3:字线 DI=W1+W3 D0~D3:位线(数据线 D0=w0+W1 A0、A1:地址线
（2）举例4×4存储器（续） 存储矩阵由4个二极管或门组成， 当W0～W3线上给出高电平信 号时， 会在D0～D3输出一个二值代码 位 输 出 线 1 1 1 1 1 1 Vcc A1 A0 D3 D2 D1 D0 W0W1W2W3 地 址 译 码 器 存 储 矩 阵 EN D3’ D3 ’ W3 W1 二极管或门作编码器 D3＝W1＋W3 D2＝W0＋W2＋W3 D1＝ W1＋W3 D0＝W0＋W1 W0～W3：字线 D0～D3：位线（数据线） A0、A1：地址线
(2)举例4x4存储器(续) D3=W1+W3 D2=W0+W2+W3 D1=W1+W3 D0=w0+W1 Al 存储内容真值表 L AOo 地址译码器 地址 数据 A1 AO D3 D2 D1 DO D 把D3 0 0 0 存储矩阵 cD1 位输出线 0101 011 0 SDO 00 WOWDNV3 dEN 字线和位线的每个交叉点都是一个存储单元,在交叉点上接 二极管相当于存1,没接二极管相当于存0,交叉点的数目就是 存储容量,写成“字数x位数”的形式
（2）举例4×4存储器（续） 位 输 出 线 1 1 1 1 1 1 Vcc A1 A0 D3 D2 D1 D0 W0W1W2W3 地 址 译 码 器 存 储 矩 阵 EN D3’ 字线和位线的每个交叉点都是一个存储单元，在交叉点上接 二极管相当于存1，没接二极管相当于存0，交叉点的数目就是 存储容量，写成“字数×位数”的形式 D3＝W1＋W3 D2＝W0＋W2＋W3 D1＝ W1＋W3 D0＝W0＋W1 存储内容真值表 地 址 数 据 A1 A0 D3 D2 D1 D0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0
简化ROM点阵图 地址 数据 Al AO D3 D2 D1 DO 与阵列 010 10 D3 0011 0101 或阵列 D2 1110 DI DO D3=W1+W3=m1+m3 WWWW D2=W0+w2+w3= m0 +m2 +m 0123 DI=w1+w3=m1+m3 Do=w0+w1=m0 +ml 输出方式 宇输出:D3D2D1D0随着地址的不同有不同的数据。 位输出:D3、D2、D1、D0每根位线,由不同的最小项组成, 可实现组合逻辑函数
＝m1＋m3 ＝m0＋m2＋m3 ＝m1＋m3 ＝m0＋m1 地 址 数 据 A1 A0 D3 D2 D1 D0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 A1 A1 A0 A0 D3 D2 D1 D0 与阵列 或 阵 列 W 1 W 0 W 2 W 3 简化ROM点阵图 字输出：D3D2D1D0随着地址的不同有不同的数据。 位输出：D3、D2、D1、D0每根位线，由不同的最小项组成， 可实现组合逻辑函数。 D3＝W1＋W3 D2＝W0＋W2＋W3 D1＝ W1＋W3 D0＝W0＋W1 输出方式