《数字逻辑电路》课程教学课件（PPT讲稿）第七章 半导体存储器

第七章半导体存储器 07.1 概述 27.2 只读存储器 (ROM) ☑7.3 随机存储器(RAM) ☑7.4 存储器容量的扩展 ☑7.5 用存储器实现组合逻辑函数 )7.6串行存储器

1 第七章 半导体存储器 ⚫ 7.1 概述 ⚫ 7.2 只读存储器（ROM） ⚫ 7.3 随机存储器（RAM） ⚫ 7.4 存储器容量的扩展 ⚫ 7.5 用存储器实现组合逻辑函数 ⚫ 7.6 串行存储器

7.1概述 从存、取功能上可以分为只读存储器(Read-Only Memory,简称ROM) 和随机存储器(Random Access Memory,简称RAM)两大类。 随机存储器和只读存储器的根本区别在于，正常工 作状态下可以随时向存储器里写入数据或从中读出数据。 根据所采用的存储单元工作原理的不同，又将随机 存储器分为静态存储器(Static Random Access Memory, 简称SRAM)和动态存储器(Dynamic Random Access Memory,简称DRAM)。 从制造工艺上有可以把存储器分为双极型和MOS型

2 7.1 概述 从存、取功能上可以分为只读存储器（Read-Only Memory，简称ROM）和随机存储器（Random Access Memory，简称RAM）两大类。 随机存储器和只读存储器的根本区别在于，正常工 作状态下可以随时向存储器里写入数据或从中读出数据。 根据所采用的存储单元工作原理的不同，又将随机 存储器分为静态存储器（Static Random Access Memory， 简称SRAM）和动态存储器（Dynamic Random Access Memory，简称DRAM）。 从制造工艺上有可以把存储器分为双极型和MOS型

7.2只读存储器(ROM) 7.2.1掩模只读存储器 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 7-2-1 图7-2-1 ROM的电路结构框图

3 7.2 只读存储器（ROM） 7.2.1 掩模只读存储器 图7-2-1 ROM的电路结构框图

7.2.1俺模只读存储器 ROM的电路结构包含存储矩阵、地址译码器和 输出缓冲器三个部分。 存储矩阵由许多存储单元排列而成。存储单元 可以用二极管构成，也可以用二极型三极管或MOS 管构成。每个单元存放1位二值代码(0或1)。每一 个或一组存储单元有一个对应的地址代码。 地址译码器的作用是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。 输出缓冲器的作用有两个，一是能提高存储器 的带负载能力，而是实现对输出状态的三态控制， 以便于系统的总线教联接

4 7.2.1 掩模只读存储器 ROM的电路结构包含存储矩阵、地址译码器和 输出缓冲器三个部分。 存储矩阵由许多存储单元排列而成。存储单元 可以用二极管构成，也可以用二极型三极管或MOS 管构成。每个单元存放1位二值代码（0或1）。每一 个或一组存储单元有一个对应的地址代码。 地址译码器的作用是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。 输出缓冲器的作用有两个，一是能提高存储器 的带负载能力，而是实现对输出状态的三态控制， 以便于系统的总线教联接

固定ROM 只读存储器所存储的内容一般是固定不变 的，常工作时只能读数，不能写入，并且在断 电后不丢失其中存储的内容，故称为只读存储 器。 Wo 信息单元 ROM组成： W (字) 地址译码器 址译码 存储矩阵 存储矩阵 W2"-1 An-1 输出电路 输出缓冲器 D Do ROM结构方框图

5 • 固定ROM 只读存储器所存储的内容一般是固定不变 的，常工作时只能读数，不能写入，并且在断 电后不丢失其中存储的内容，故称为只读存储 器。 ROM组成： 地址译码器 存储矩阵 输出电路 ROM结构方框图

地址译码器有n个输入端，有2n个输出信息，每 个输出信息对应一个信息单元，而每个单元存放一 个字，共有2n个字(W。、W、W"称为字线) 。 每个字有m位，每位对应从Do、DDm输 出（称为位线）。 存储器的容量是2n×m(字线×位线)。 ROM中的存储体可以由二极管、三极管和MOS 管来实现

6 地址译码器有n个输入端，有2 n个输出信息，每 个输出信息对应一个信息单元，而每个单元存放一 个字，共有2 n个字（W0、W1、.W2 n -1称为字线）。 每个字有m位，每位对应从D0、D1、.Dm-1输 出（称为位线）。 存储器的容量是2 n×m(字线×位线)。 ROM中的存储体可以由二极管、三极管和MOS 管来实现

6 00 A 100 地址译码器 01 0111 地址译码器 10 1110 Ao 11 0101 用 输出缓冲器 d D 输出缓冲器 存储矩阵 A D Do EN D3D2DiDo 7-2-2 图7-2-2 二极管ROM 字的读出方法 在对应的存储单元内存入的是1还是0， 是由接入或不接入相应的二极管来决定的

7 图7-2-2 二极管ROM 字的读出方法 在对应的存储单元内存入的是1还是0， 是由接入或不接入相应的二极管来决定的

为了便于表达和设计，通常将图7.2.2简化如图7.2.3 所示。 地址译 W。 W 码器 人A D 地址译码器 学 D 输出缓冲器 D d D d EN EN 存储 有存储 7-2-3 图7.2.2■ 二极管ROM 矩阵 单元 图7-2-3 4×4R0M阵列图

8 存储 矩阵 为了便于表达和设计，通常将图7.2.2简化如图7.2.3 所示。 图7-2-3 4×4 ROM阵列图 有存储 单元 地址译 码器 图7.2.2 二极管ROM

7.2.2可编程只读存储器（PROM) 在编程前，存储矩阵中的全部存储单元的 熔丝都是连通的，即每个单元存储的都是1。 用户可根据需要，借助一定的编程工具， 将某些存储单元上的熔丝用大电流烧断，该单 元存储的内容就变为0，此过程称为编程。 熔丝烧断后不能再接上，故PROM只能进行 一次编程。 图7-2-4PROM的可编程存储单元 位线 9 7-2-4

9 在编程前，存储矩阵中的全部存储单元的 熔丝都是连通的，即每个单元存储的都是1。 用户可根据需要，借助一定的编程工具， 将某些存储单元上的熔丝用大电流烧断，该单 元存储的内容就变为0，此过程称为编程。 熔丝烧断后不能再接上，故PROM只能进行 一次编程。 7.2.2 可编程只读存储器（PROM） 图7-2-4 PROM的可编程存储单元

地址译码器 存 储 矩 阵 A 读/写 放大器 Do Ds Da Ds D2 D Do 7-2-5 图7-2-5PROM 10

图 10 7-2-5 PROM