《数字电路》课程教学资源（PPT课件讲稿）第七章 半导体存储器

第七章半导体存储器 §71概述 存储器用以存储二进制信息的器件。 半导体存储器的分类: 根据使用功能的不同,半导体存储器可分为两大类: (1)随机存取存储器(RAM)也叫做读/写存储器。既能 方便地读出所存数据,又能随时写入新的数据。RAM的 缺点是数据易失,即一旦掉电,所存的数据全部丢失。 (2)只读存储器(ROM)。其内容只能读出不能写入。 存储的数据不会因断电而消失,即具有非易失性 (6-1)

（6-1） 第七章 半导体存储器 存储器——用以存储二进制信息的器件。 半导体存储器的分类： 根据使用功能的不同，半导体存储器可分为两大类： （1）随机存取存储器（RAM）也叫做读/写存储器。既能 方便地读出所存数据，又能随时写入新的数据。RAM的 缺点是数据易失，即一旦掉电，所存的数据全部丢失。 （2）只读存储器（ROM）。其内容只能读出不能写入。 存储的数据不会因断电而消失，即具有非易失性。 §7.1 概述

§72只读存储器(ROM) ROM的分类 按照数据写入方式特点不同,ROM可分为以下几种: (1)固定ROM。厂家把数据写入存储器中,用户无法进行任何修改。 (2)一次性可编程ROM(PROM)。出厂时,存储内容全为1(或全 为0),用户可根据自己的需要编程,但只能编程一次 (3)光可擦除可编程ROM( EPROM)。采用浮栅技术生产的可编程 存储器。其内容可通过紫外线照射而被擦除,可多次编程。 (4)电可擦除可编程ROM(E2PROM)。也是采用浮栅技术生产的可 编程ROM,但是构成其存储单元的是隧道MOS管,是用电擦除,并 且擦除的速度要快的多(一般为毫秒数量级)。E2PROM的电擦除 过程就是改写过程,它具有ROM的非易失性,又具备类似RAM的功 能,可以随时改写(可重复擦写1万次以上)。 (5)快闪存储器( Flash Memory)。也是采用浮栅型MOS管,存储器 中数据的擦除和写入是分开进行的,数据写入方式与 EPROM相同, 一般一只芯片可以擦除/写入100次以上。 (62)

（6-2） （2）一次性可编程ROM（PROM）。出厂时，存储内容全为1（或全 为0），用户可根据自己的需要编程，但只能编程一次。 §7.2 只读存储器(ROM) 一． ROM的分类 按照数据写入方式特点不同，ROM可分为以下几种： （1）固定ROM。厂家把数据写入存储器中，用户无法进行任何修改。 （3）光可擦除可编程ROM（EPROM）。采用浮栅技术生产的可编程 存储器。其内容可通过紫外线照射而被擦除，可多次编程。 （5）快闪存储器（Flash Memory）。也是采用浮栅型MOS管，存储器 中数据的擦除和写入是分开进行的，数据写入方式与EPROM相同， 一般一只芯片可以擦除/写入100次以上。 （4）电可擦除可编程ROM（E2PROM）。也是采用浮栅技术生产的可 编程ROM，但是构成其存储单元的是隧道MOS管，是用电擦除，并 且擦除的速度要快的多（一般为毫秒数量级）。E2PROM的电擦除 过程就是改写过程，它具有ROM的非易失性，又具备类似RAM的功 能，可以随时改写（可重复擦写1万次以上）

ROM的结构及工作原理 编码器 地址数据 WIAAoID3D2D,Do D3=Wi+W3 D1=W1+W,+W3 000101 D,=W+w+w den tw W101|1010 w100111 wJ111110 ∈学 字线 译码器 0 A 译 位线

（6-3） 二．ROM的结构及工作原理 W A1A0 D3 D2 D1 D0 地址 数据 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 W0 W1 W2 W3 2 0 2 3 3 1 3 D W W W D W W = + + = + 0 0 2 1 1 2 3 D W W D W W W = + = + + 译 码 器 A0 A1 W0 W1 W2 W3 1 1 1 1 D3 D2 D1 D0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 译码器 编码器 字线 位线

2可编程ROM(PROM) CO 字线 熔 断 丝 位 线

（6-4） 2.可编程ROM（PROM） 字线 位 线 熔 断 丝 VCC

3可擦除ROM( EPROM、 E2PROM、 Flash Memory) 源极 浮置栅漏极 Sio P+OO000Oo O (65)

（6-5） 3.可擦除ROM（EPROM、E2PROM、Flash Memory ） P+ P+ 浮置栅 N 源极 S 漏极 D SiO2 -45V

EPROM举例—2764 C VPP PGM (PGM)_10 A CE 8 7 11 PGM 地 00 12 2764 5 O1 地 址 4 8kBx8o,13数 O 3 15据 输 07 16 引脚功能 04 入 17输 2~A0地址输入 18 06 出 A10 19 数据 O7 CE 芯片使能 20 CS PGM编程脉冲 OE OE vpve电压输入

Vpp Vcc CE PGM A A D D 12 0 7 0 ~~ 地 2764 A12 A0 ~ D 7 ~ D CE 0 PGM Vpp Vcc 引脚 功能 地址输入 芯片使能 编程脉冲 电压输入 数 据 AAAAAAAAAAA0123456789 10 AA 11 12 OOOOO 0 O 1 O 234 O 567 2 23 21 24 253456789 8kB × 8 2764 10 VPP 1 27 PGM (PGM) VCC VIH 20 CE OE CS OE 22 11 12 13 15 16 17 18 19 地址输入 数据输出 EPROM举例——2764

ROM的应用 1.实现任意组合逻辑函数 【例】试用ROM实现下列函数: Y=ABC +abc +abc+Abc Y=BC +CA Y=ABCD+ABCd+abC d+abcd+abcd+ABcD Y4=ABC +ABD+ ACD+ BCD 【解】 (1)写出各函数的标准与或表达式: 按A、B、C、D顺序排列变量,将Y1、Y2、Y4扩展成为四变量逻辑函数。 V1=∑,(2,3,458,9,1415) Y,=∑(6,7,10,11,14,15) Y=∑m(0,3,69,12,15) Y=∑(7,1,13,1415 (67)

（6-7） 【解】 （1）写出各函数的标准与或表达式： 按A、B、C、D顺序排列变量，将Y1、Y2、Y4扩展成为四变量逻辑函数。 1.实现任意组合逻辑函数 【例】试用ROM实现下列函数： Y1 = ABC + ABC + ABC + ABC Y2 = BC + CA Y3 = ABCD + ABCD + ABC D + ABCD + ABCD + ABCD Y4 = ABC + ABD + ACD + BCD （ ， ， ， ， ） （ ，，，， ， ） （ ，， ， ， ， ） （ ，，，，，， ， ） 7 11 13 14 15 0 3 6 9 12 15 6 7 10 11 14 15 2 3 4 5 8 9 14 15 4 3 2 1 m m m m Y Y Y Y =  =  =  =  三． ROM的应用

(2)选用16×4位ROM,画存储矩阵连线图: H=∑,(2,3,45,8,9,14,15) A B 址与 译门 码阵 器列 D 0四P2P3吗P。mmP1n1P11215 存或 佬门 ￥2 矩阵 阵列 为做图方便,我们将ROM矩阵中的二极管用节点表示

（2）选用16×4位ROM，画存储矩阵连线图： 为做图方便，我们将ROM矩阵中的二极管用节点表示。 Y1 = m（2，3，4，5，8，9，14，15）

2作函数运算表电路 【例】试用ROM构成能实现函数y=x2的运算表电路,x的取 值范围为0~15的正整数。 解】(1)分析要求、设定变量 自变量x的取值范围为0~15的正整数,对应4位二进制正整 数,用B=B3B2B1B表示。根据y=x2的运算关系,可求出y 的最大值是152=225,可以用8位二进制数 F=Y1Y6Y5F43Y2H1Y表示。 (2)列真值表函数运算表

（6-9） 2.作函数运算表电路 【例】试用ROM构成能实现函数y=x 2的运算表电路，x的取 值范围为0～15的正整数。 【解】（1）分析要求、设定变量 自变量x的取值范围为0～15的正整数，对应4位二进制正整 数，用B=B3B2B1B0表示。根据y=x 2的运算关系，可求出y 的最大值是 152 ＝ 225 ， 可以用 8 位二进制数 Y=Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y0表示。 （2）列真值表—函数运算表

例7.2-1 的真值表 B、B,B,B Y, I Is YY Y2 Y Yo 十进制数 0 00000000111 00001 0 00000 000000 0000 0001010 0000 0001 0 000 000 0 000000000000 001 0 0 1111 0001111 0101 1111 1110011 00000000000 100 2 010 169 000 0