EXIT
半导体存储器概 述第 9 章 半导体存储器本章小结随机存取存储器 (RAM)
只读存储器 (ROM)
EXIT
半导体存储器
9.1 概 述主要要求：
了解半导体存储器的 作用、类型与特点 。
EXIT
半导体存储器例如计算机中的自检程序,初始化程序便是固化在 ROM 中的 。
计算机接通电源后,首先运行它,
对计算机硬件系统进行自检和初始化,自检通过后,装入操作系统,
计算机才能正常工作 。
二,半导体存储器的类型与特点只读存储器 (ROM，
即 Read-Only Memory)
随机存取存储器 (RAM，
即 Random Access Memory)
RAM 既能读出 信息 又能写入 信息 。 它用于存放需经常改变的信息,断电后其数据将丢失 。 常用于存放临时性数据或中间结果 。
例如 计算机内存就是 RAM
ROM 在工作时 只能读出信息而不能写入信息 。 它用于存放固定不变的信息,断电后其数据不会丢失 。 常用于存放程序,常数,表格等 。
一,半导体存储器的作用 存放二值数据
EXIT
半导体存储器主要要求：
了解 ROM 的类型和结构，理解其工作原理。
了解集成 EPROM 的使用 。
理解 字、位、存储容量 等概念。
9.2 只读存储器
EXIT
半导体存储器按数据写入方式不同分掩模 ROM
可编程 ROM(Programmable
ROM，简称 PROM)
可擦除 PROM(Erasable PROM，简称 EPROM)
电可擦除 EPROM(Electrically
EPROM，简称 E2PROM)
一,ROM 的类型及其特点写入的数据可电擦除,用户可以多次改写存储的数据 。 使用方便 。
其存储数据在制造时确定,用户不能改变 。 用于批量大的产品 。
其存储数据由用户写入 。 但只能写一次 。
写入的数据可用紫外线擦除,
用户可以多次改写存储的数据 。
EXIT
半导体存储器二,ROM 的结构和工作原理
4? 4 二极管 ROM 的结构和工作原理动画演示
(一 )存储矩阵由存储单元按字 (Word)和位 (Bit)构成的距阵由存储距阵,地址译码器 (和读出电路 )组成
EXIT
半导体存储器
4? 4 存储矩阵结构示意图
W3
W2
W1
W0
D3 D2 D1 D0
字线位线字线与位线的交叉点即为 存储单元 。
每个存储单元可以存储 1 位二进制数。
交叉处的圆点,,
表示存储,1”；交叉处无圆点表示存储,0”。
当某字线被选中时，
相应存储单元数据从位线 D3 ~ D0 输出。
单击鼠标请看演示
1 0 1 1
1 0 1 1
从位线输出的每组二进制代码称为一个字。一个字中含有的存储单元数称为字长，即字长 = 位数。
1,存储矩阵的结构与工作原理
EXIT
半导体存储器
2,存储容量及其表示用,M” 表示,1024 K”,即 1 M = 1024 K = 210 K = 220 。
2,存储容量及其表示指存储器中存储单元的数量例如，一个 32? 8 的 ROM，表示它有 32 个字，
字长为 8 位，存储容量是 32? 8 = 256。
对于大容量的 ROM
常用,K” 表示,1024”,即 1 K = 1024 = 210 ；
例如，一个 64 K? 8 的 ROM，表示它有 64 K 个字，
字长为 8 位，存储容量是 64 K? 8 = 512 K。
一般用,字数?字长 (即位数 )” 表示
EXIT
半导体存储器
3,存储单元结构
3,存储单元结构
(1) 固定 ROM 的存储单元结构二极管 ROM TTL - ROM MOS - ROM
Wi
Dj
Wi
Dj
VCC Wi
Dj
+VDD
1
接半导体管后成为储 1 单元；
若不接半导体管，则为储 0 单元。
EXIT
半导体存储器
(2) PROM 的存储单元结构
PROM 出厂时，全部熔丝都连通，存储单元的内容为全 1(或全 0) 。用户可借助编程工具将某些单元改写为 0
(或 1),这只要将需储 0(或 1)单元的熔丝烧断即可。
熔丝烧断后不可恢复，因此 PROM 只能一次编程。
二极管 ROM TTL - ROM MOS - ROM
Wi
Dj
Wi
Dj
VCC Wi
Dj
+VDD
1
熔丝熔丝熔丝
EXIT
半导体存储器
(3) 可擦除 PROM 的存储单元结构
EPROM 利用编程器写入数据,用紫外线擦除数据 。
其集成芯片上有一个石英窗口供紫外线擦除之用 。 芯片写入数据后,必须用不透光胶纸将石英窗口密封,以免破坏芯片内信息 。
E2PROM 可以电擦除数据,并且能擦除与写入一次完成,性能更优越 。
用一个特殊的浮栅 MOS 管替代熔丝。
EXIT
半导体存储器刚才介绍了 ROM中的存储距阵，
下面将学习 ROM中的地址译码器。
(二 )地址译码器(二 ) 地址译码器从 ROM 中读出哪个字由地址码决定 。 地址译码器的作用是：根据输入地址码选中相应的字线,使该字内容通过位线输出 。
例如，某 ROM 有 4 位地址码，则可选择 24 = 16 个字。
设输入地址码为 1010，则字线 W10 被选中，该字内容通过位线输出。
存储矩阵中存储单元的编址方式单译码编址方式双译码编址方式适用于小容量存储器。
适用于大容量存储器。
EXIT
半导体存储器又称单译码编址方式或单地址寻址方式
D1
≈
D7
≈
地址译码器
0,0
1,0
31,0 31,1
0,1
1,1
A0
A1
A4 31,7
0,7
1,7
W0
W1
W31
D0
≈ …
…
……
单地址译码方式 32? 8 存储器的结构图
1,单地址译码方式一个 n 位地址码的 ROM 有 2n 个字，对应 2n
根字线,选中字线 Wi 就选中了该字的所有位。
32? 8 存储矩阵排成 32 行 8 列，每一行对应一个字，每一列对应 32 个字的同一位。 32 个字需要 5 根地址输入线。当 A4 ~
A0 给出一个地址信号时，便可选中相应字的所有存储单元。
例如，当 A4 ~ A0 = 00000 时，选中字线 W0，可将 (0,0) ~ (0,7)
这 8 个基本存储单元的内容同时读出。
基本单元为存储单元
EXIT
半导体存储器
A5
≈
A7
≈
行地址译码器
W0
W1
W15 W31
W16
W17
A0
A1
A3 W255
W240
W241
X0
X1
X15
A4
≈ …
…
…
双地址译码方式 256 字存储器的结构图
A2
列 地 址 译 码 器
A6
Y1 Y15Y0
又称双译码编址方式或双地址寻址方式 地址码分成行地址码和列地址码两组
2,双地址译码方式基本单元为字单元例如 当 A7 ~ A0 = 00001111 时,X15 和 Y0 地址线均为高电平，字 W15 被选中，其存储内容被读出。
若采用单地址译码方式，则需 256 根内部地址线。256 字存储器需要 8 根地址线，分为 A7 ~ A4 和 A3 ~ A0 两组。 A3 ~ A0 送入行地址译码器，产生 16 根行地址线 ( Xi ) ；
A7 ~ A4 送入列地址译码器，产生 16 根列地址线 ( Yi ) 。存储矩阵中的某个字能否被选中，由行、列地址线共同决定。
EXIT
半导体存储器三、集成 EPROM 举例
27 系列 EPROM 是最常用的 EPROM,型号从 2716,2732,2764 一直到 27C040。 存储容量分别为 2K? 8,4K? 8一直到 512K? 8。 下面以 Intel 2716 为例,介绍其功能及使用方法 。
EXIT
半导体存储器
VCC
In
tel 2716
A8
A9
VPP
OE
A10
CS
D7
D6
D5
D4
D3
A7
A6
A5
A4
A3
A2
A1
A0
D0
D1
D2
GND
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
24
23
22
21
20
19
18
17
16
15
14
13
A10 ~ A0 为地址码输入端。
D7 ~ D0 为数据线，工作时为数据输出端，编程时为写入数据输入端。
VCC 和 GND,+5 V 工作电源和地。
VPP 为编程高电平输入端。编程时加
+25 V电压，工作时加 +5 V电压。
(一 ) 引脚图及其功能
CS 有两种功能：
(1)工作时为片选使能端，低电平有效。 CS = 0 时，芯片被选中，处于工作状态。
(2)编程时为编程脉冲输入端。
OE 为允许数据输出端，低电平有效。 OE = 0 时，允许读出数据； OE = 1 时，不能读出数据。存储容量为 2 K 字
EXIT
半导体存储器
(二 )由 CS,OE 和 VPP 的不同状态，确定
2716 的下列 5 种工作方式
(1)读方式,当 CS = 0,OE = 0，并有地址码输入时，
从 D7 ~ D0 读出 该地址单元的数据。
(2)维持方式：当 CS = 1 时，数据输出端 D7 ~ D0 呈高阻隔离态,此时芯片处于维持状态，电源电流下降到维持电流 27 mA 以下。
EXIT
半导体存储器
(3)编程方式,OE = 1，在 VPP 加入 25 V 编程电压，在地址线上输入单元地址，数据线上输入要写入的数据后，在 CS 端送入 50 ms 宽的编程正脉冲,数据就被写入到由地址码确定的存储单元中。
(4) 编程禁止,在编程方式下，如果 CS 端不送入编程正脉 冲，
而保持低电平，则芯片不能被编程，此时为编程禁止方式，数据端为高阻隔离态。
(5)编程检验,当 VPP = +25 V,CS 和 OE 均为有效电平时，
送入地址码，可以读出相应存储单元中的数据，以便检验。
EXIT
半导体存储器下面将根据二极管 ROM 的 结构图加以说明
(已编程二极管 PROM 的 结构与之同理 )：
四、用 PROM 实现组合逻辑函数
1,为什么 用 PROM 能实现组合逻辑函数？
D3 D2 D1 D0
4× 4 二极管
ROM 结构图地址译码器
A1
A0
地址码输入
3 1 0 3
2 1 0 2
1 1 0 1
0 1 0 0
W A A m
W A A m
W A A m
W A A m
字 线 信 号位线输出信号
D3 D2 D1 D0
4? 4 二极管
ROM 结构图地址译码器
A1
A0
地址码输入
3 1 0 3
2 1 0 2
1 1 0 1
0 1 0 0
W A A m
W A A m
W A A m
W A A m
字 线 信 号位线输出信号地址译码器 能译出地址码的全部最小项图中 当 A1 A0 = 11 时，只有 W3 =1,而 W0,W1,W2 = 0，
即译出最小项 m3 ；
当 A1 A0 = 10 时，只有 W2 =1,而 W0,W1,W3 = 0，
即译出最小项 m2 ； 其余类推。
存储矩阵构成或门阵列图中 D3 = m3 + m2 +m0 D2 = m2 + m1
D1 = m3 + m0 D0 = m3 + m2
由于 PROM 的地址译码器能译出地址码的全部最小项,而 PROM 的存储矩阵构成了可编程或门阵列，因此，通过编程可从 PROM 的位线输出端得到任意标准与 -或式。由于所有组合逻辑函数均可用标准与 -或式表示，故理论上可用 PROM 实现任意组合逻辑函数。
1,为什么 用 PROM 能实现组合逻辑函数？
五、用 PROM 实现组合逻辑函数
EXIT
半导体存储器为了便于用 PROM 实现组合逻辑函数，
首先需要理解 PROM 结构的习惯画法。
2,PROM 结构的习惯画法
AB
与门和或门的习惯画法
C Y
&
AB
C Y
≥1
A B C
Y&
A B C
Y≥1
EXIT
半导体存储器
A1
A0
地址译码器 (为与阵列 )
D3 D2 D1 D0
W3
W2
W1
W0&
A1 A0 = m3
A1 A0 = m2
A1 A0 = m1
A1 A0 = m01
存储矩阵 (为或阵列 )
1
&
&
&
A1 地址译码器 (为与阵列 )
W3 W2 W1 W0
D3 = m3 + m2 + m0
D3 = m2 + m1
D3 = m3 + m0
D3 = m3 + m2
&
1
&&&1
A0
m3 m2 m1 m0
≥1
≥1
≥1
≥1
存储矩阵 (为或阵列 )
PR
OM
结构的习惯画法
EXIT
半导体存储器
3,怎样用 PROM 实现组合逻辑函数？
[例 ] 试用 PROM 实现下列逻辑函数
BCACABY
CBCAY
2
1
解,(1)将函数化为标准与 -或式
)7,6,5,3(
)6,5,4,1(
2
1
mY
mY
(2)确定存储单元内容由函数 Y1,Y2 的标准与 - 或式知：
与 Y1 相应的存储单元中，字线 W1,W4、
W5,W6 对应的存储单元应为 1；
对应 m1,m4,m5,m6与 Y2 相应的存储单元中，字线 W3,W5、W
6,W7 对应的存储单元应为 1。
EXIT
半导体存储器
(3)画出用 PROM 实现的逻辑图
A
1
≥1
B
1
C
1
& & & & & & & &
≥1
m0 m1 m2 m3 m4 m5 m6 m7
地址译码器
Y1
Y2
EXIT
半导体存储器主要要求：
了解 RAM 的类型、结构和工作原理。
了解集成 RAM 的使用 。
了解 RAM 和 ROM 的异同 。
9.3 随机存取存储器了解 RAM 的扩展方法 。
EXIT
半导体存储器一,RAM 的结构、类型和工作原理地址译码器存储矩阵读 / 写控制电路
2n? m RAM 的结构图
A0
A0
An-1
…
…
…I/O0 I/O1 I/Om-1
R/W
CS
EXIT
半导体存储器
RAM 与 ROM 的比较相同处
★ 都含有地址译码器和存储矩阵
★ 寻址原理相同相异处
★ ROM 的存储矩阵是或阵列,是组合逻辑电路 。
ROM 工作时 只能读出不能写入。掉电后数据不会丢失 。
★ RAM 的存储矩阵由触发器或动态存储单元构成,是时序逻辑电路 。 RAM 工作时 能读出，
也能写入 。读或写由读 / 写控制电路进行控制。
RAM 掉电后数据将丢失 。
EXIT
半导体存储器
RAM
分类静态 RAM(即 Static RAM，简称 SRAM)
动态 RAM(即 Dynamic RAM，简称 DRAM)
DRAM 存储单元结构简单,集成度高,
价格便宜,广泛地用于计算机中,但速度较慢,且需要 刷新 及读出放大器等外围电路 。
DRAM 的存储单元是利用 MOS 管具有极高的输入电阻,
在栅极电容上可暂存电荷的特点来存储信息的 。 由于栅极电容存在漏电,因此工作时需要周期性地对存储数据进行刷新 。
SRAM 存储单元结构较复杂，集成度较低，但速度快。
EXIT
半导体存储器二、集成 RAM 举例
A0 ~ A9 为地址码输入端。
4 个 I/O 脚为双向数据线，用于读出或写入数据。
VDD 接 +5 V。
R/W 为读 /写控制端。当 R/W
= 1 时，从 I/O 线读出数据；当
R/W = 0 时，将从 I/O 线输入的数据写入 RAM。
VDD
In
tel 21
14
A7
A8
A9
I/O
I/O
I/O
I/O
R/W
A6
A5
A4
A3
A0
A1
A2
CSGND
1
2
3
4
5
6
7
8
9
18
17
16
15
14
13
12
11
10
1 K? 4 位 SRAM
Intel 2114 引脚图信号与 TTL 电平兼容。
CS 为片选控制端，低电平有效。 CS = 1 时，读 /写控制电路处于禁止状态，不能对芯片进行读 /
写操作。当 CS = 0 时，允许芯片读 /写操作。
存储矩阵有 1 K 个字，每个字 4 位。
1K = 1024 = 210，故需 10 根地址输入线。
EXIT
半导体存储器三,RAM 的扩展
RAM的扩展动画演示
EXIT
半导体存储器半导体存储器由许多存储单元组成,每个存储单元可存储一位二进制数 。 根据存取功能的 不同,半 导体存 储器分为 只读存储 器
(ROM)和随机存取存储器 (RAM),两者的存储单元结构不同 。 ROM 属于大规模组合逻辑电路,RAM 属于大规模时序逻辑电路 。
本 章 小 结
EXIT
半导体存储器
ROM 用于存放固定不变的数据,存储内容不能随意改写 。 工作时,只能根据地址码 读出数据 。 断电后其数据不会丢失 。 ROM 有固定
ROM(又称掩膜 ROM) 和可编程 ROM之分 。
固定 ROM 由制造商在制造芯片时,用掩膜技术向芯片写入数据,而可编程 ROM 则由用户向芯片写入数据 。 可编程 ROM 又分为一次可编程的 PROM 和可重复改写,重复编程的
EPROM 和 E2PROM。 EPROM 为电写入紫外擦除型,E2PROM 为电写入电擦除型,后者比前者快捷方便 。 可编程 ROM 都要用专用的编程器对芯片进行编程 。
EXIT
半导体存储器
RAM 由存储矩阵,译码器和读 /写控制电路组成 。 它可以读出数据或改写存储的数据,其读,写数据的速度很快 。 因此,
RAM 多用于需要经常更换数据的场合,最典型的应用就是计算机中的内存 。 但是,
RAM 断电后数据将丢失 。
RAM 可位扩展或字扩展,也可位,字同时扩展 。 通过扩展,可由多片小容量的 RAM
构成大容量的存储器 。
EXIT
半导体存储器
RAM 有静态 RAM和动态 RAM 之分 。 静态
RAM(即 SRAM)的存储单元为触发器,工作时不需刷新,但存储容量较小 。 动态
RAM(即 DRAM)的存储单元是利用 MOS
管具有极高的输入电阻 ( > 1010?),在栅极电容上可暂存电荷的特点来存储信息的,由于栅极电容存在漏电,因此工作时需要周期性的对存储数据进行刷新 。
半导体存储器概 述第 9 章 半导体存储器本章小结随机存取存储器 (RAM)
只读存储器 (ROM)
EXIT
半导体存储器
9.1 概 述主要要求：
了解半导体存储器的 作用、类型与特点 。
EXIT
半导体存储器例如计算机中的自检程序,初始化程序便是固化在 ROM 中的 。
计算机接通电源后,首先运行它,
对计算机硬件系统进行自检和初始化,自检通过后,装入操作系统,
计算机才能正常工作 。
二,半导体存储器的类型与特点只读存储器 (ROM，
即 Read-Only Memory)
随机存取存储器 (RAM，
即 Random Access Memory)
RAM 既能读出 信息 又能写入 信息 。 它用于存放需经常改变的信息,断电后其数据将丢失 。 常用于存放临时性数据或中间结果 。
例如 计算机内存就是 RAM
ROM 在工作时 只能读出信息而不能写入信息 。 它用于存放固定不变的信息,断电后其数据不会丢失 。 常用于存放程序,常数,表格等 。
一,半导体存储器的作用 存放二值数据
EXIT
半导体存储器主要要求：
了解 ROM 的类型和结构，理解其工作原理。
了解集成 EPROM 的使用 。
理解 字、位、存储容量 等概念。
9.2 只读存储器
EXIT
半导体存储器按数据写入方式不同分掩模 ROM
可编程 ROM(Programmable
ROM，简称 PROM)
可擦除 PROM(Erasable PROM，简称 EPROM)
电可擦除 EPROM(Electrically
EPROM，简称 E2PROM)
一,ROM 的类型及其特点写入的数据可电擦除,用户可以多次改写存储的数据 。 使用方便 。
其存储数据在制造时确定,用户不能改变 。 用于批量大的产品 。
其存储数据由用户写入 。 但只能写一次 。
写入的数据可用紫外线擦除,
用户可以多次改写存储的数据 。
EXIT
半导体存储器二,ROM 的结构和工作原理
4? 4 二极管 ROM 的结构和工作原理动画演示
(一 )存储矩阵由存储单元按字 (Word)和位 (Bit)构成的距阵由存储距阵,地址译码器 (和读出电路 )组成
EXIT
半导体存储器
4? 4 存储矩阵结构示意图
W3
W2
W1
W0
D3 D2 D1 D0
字线位线字线与位线的交叉点即为 存储单元 。
每个存储单元可以存储 1 位二进制数。
交叉处的圆点,,
表示存储,1”；交叉处无圆点表示存储,0”。
当某字线被选中时，
相应存储单元数据从位线 D3 ~ D0 输出。
单击鼠标请看演示
1 0 1 1
1 0 1 1
从位线输出的每组二进制代码称为一个字。一个字中含有的存储单元数称为字长，即字长 = 位数。
1,存储矩阵的结构与工作原理
EXIT
半导体存储器
2,存储容量及其表示用,M” 表示,1024 K”,即 1 M = 1024 K = 210 K = 220 。
2,存储容量及其表示指存储器中存储单元的数量例如，一个 32? 8 的 ROM，表示它有 32 个字，
字长为 8 位，存储容量是 32? 8 = 256。
对于大容量的 ROM
常用,K” 表示,1024”,即 1 K = 1024 = 210 ；
例如，一个 64 K? 8 的 ROM，表示它有 64 K 个字，
字长为 8 位，存储容量是 64 K? 8 = 512 K。
一般用,字数?字长 (即位数 )” 表示
EXIT
半导体存储器
3,存储单元结构
3,存储单元结构
(1) 固定 ROM 的存储单元结构二极管 ROM TTL - ROM MOS - ROM
Wi
Dj
Wi
Dj
VCC Wi
Dj
+VDD
1
接半导体管后成为储 1 单元；
若不接半导体管，则为储 0 单元。
EXIT
半导体存储器
(2) PROM 的存储单元结构
PROM 出厂时，全部熔丝都连通，存储单元的内容为全 1(或全 0) 。用户可借助编程工具将某些单元改写为 0
(或 1),这只要将需储 0(或 1)单元的熔丝烧断即可。
熔丝烧断后不可恢复，因此 PROM 只能一次编程。
二极管 ROM TTL - ROM MOS - ROM
Wi
Dj
Wi
Dj
VCC Wi
Dj
+VDD
1
熔丝熔丝熔丝
EXIT
半导体存储器
(3) 可擦除 PROM 的存储单元结构
EPROM 利用编程器写入数据,用紫外线擦除数据 。
其集成芯片上有一个石英窗口供紫外线擦除之用 。 芯片写入数据后,必须用不透光胶纸将石英窗口密封,以免破坏芯片内信息 。
E2PROM 可以电擦除数据,并且能擦除与写入一次完成,性能更优越 。
用一个特殊的浮栅 MOS 管替代熔丝。
EXIT
半导体存储器刚才介绍了 ROM中的存储距阵，
下面将学习 ROM中的地址译码器。
(二 )地址译码器(二 ) 地址译码器从 ROM 中读出哪个字由地址码决定 。 地址译码器的作用是：根据输入地址码选中相应的字线,使该字内容通过位线输出 。
例如，某 ROM 有 4 位地址码，则可选择 24 = 16 个字。
设输入地址码为 1010，则字线 W10 被选中，该字内容通过位线输出。
存储矩阵中存储单元的编址方式单译码编址方式双译码编址方式适用于小容量存储器。
适用于大容量存储器。
EXIT
半导体存储器又称单译码编址方式或单地址寻址方式
D1
≈
D7
≈
地址译码器
0,0
1,0
31,0 31,1
0,1
1,1
A0
A1
A4 31,7
0,7
1,7
W0
W1
W31
D0
≈ …
…
……
单地址译码方式 32? 8 存储器的结构图
1,单地址译码方式一个 n 位地址码的 ROM 有 2n 个字，对应 2n
根字线,选中字线 Wi 就选中了该字的所有位。
32? 8 存储矩阵排成 32 行 8 列，每一行对应一个字，每一列对应 32 个字的同一位。 32 个字需要 5 根地址输入线。当 A4 ~
A0 给出一个地址信号时，便可选中相应字的所有存储单元。
例如，当 A4 ~ A0 = 00000 时，选中字线 W0，可将 (0,0) ~ (0,7)
这 8 个基本存储单元的内容同时读出。
基本单元为存储单元
EXIT
半导体存储器
A5
≈
A7
≈
行地址译码器
W0
W1
W15 W31
W16
W17
A0
A1
A3 W255
W240
W241
X0
X1
X15
A4
≈ …
…
…
双地址译码方式 256 字存储器的结构图
A2
列 地 址 译 码 器
A6
Y1 Y15Y0
又称双译码编址方式或双地址寻址方式 地址码分成行地址码和列地址码两组
2,双地址译码方式基本单元为字单元例如 当 A7 ~ A0 = 00001111 时,X15 和 Y0 地址线均为高电平，字 W15 被选中，其存储内容被读出。
若采用单地址译码方式，则需 256 根内部地址线。256 字存储器需要 8 根地址线，分为 A7 ~ A4 和 A3 ~ A0 两组。 A3 ~ A0 送入行地址译码器，产生 16 根行地址线 ( Xi ) ；
A7 ~ A4 送入列地址译码器，产生 16 根列地址线 ( Yi ) 。存储矩阵中的某个字能否被选中，由行、列地址线共同决定。
EXIT
半导体存储器三、集成 EPROM 举例
27 系列 EPROM 是最常用的 EPROM,型号从 2716,2732,2764 一直到 27C040。 存储容量分别为 2K? 8,4K? 8一直到 512K? 8。 下面以 Intel 2716 为例,介绍其功能及使用方法 。
EXIT
半导体存储器
VCC
In
tel 2716
A8
A9
VPP
OE
A10
CS
D7
D6
D5
D4
D3
A7
A6
A5
A4
A3
A2
A1
A0
D0
D1
D2
GND
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
24
23
22
21
20
19
18
17
16
15
14
13
A10 ~ A0 为地址码输入端。
D7 ~ D0 为数据线，工作时为数据输出端，编程时为写入数据输入端。
VCC 和 GND,+5 V 工作电源和地。
VPP 为编程高电平输入端。编程时加
+25 V电压，工作时加 +5 V电压。
(一 ) 引脚图及其功能
CS 有两种功能：
(1)工作时为片选使能端，低电平有效。 CS = 0 时，芯片被选中，处于工作状态。
(2)编程时为编程脉冲输入端。
OE 为允许数据输出端，低电平有效。 OE = 0 时，允许读出数据； OE = 1 时，不能读出数据。存储容量为 2 K 字
EXIT
半导体存储器
(二 )由 CS,OE 和 VPP 的不同状态，确定
2716 的下列 5 种工作方式
(1)读方式,当 CS = 0,OE = 0，并有地址码输入时，
从 D7 ~ D0 读出 该地址单元的数据。
(2)维持方式：当 CS = 1 时，数据输出端 D7 ~ D0 呈高阻隔离态,此时芯片处于维持状态，电源电流下降到维持电流 27 mA 以下。
EXIT
半导体存储器
(3)编程方式,OE = 1，在 VPP 加入 25 V 编程电压，在地址线上输入单元地址，数据线上输入要写入的数据后，在 CS 端送入 50 ms 宽的编程正脉冲,数据就被写入到由地址码确定的存储单元中。
(4) 编程禁止,在编程方式下，如果 CS 端不送入编程正脉 冲，
而保持低电平，则芯片不能被编程，此时为编程禁止方式，数据端为高阻隔离态。
(5)编程检验,当 VPP = +25 V,CS 和 OE 均为有效电平时，
送入地址码，可以读出相应存储单元中的数据，以便检验。
EXIT
半导体存储器下面将根据二极管 ROM 的 结构图加以说明
(已编程二极管 PROM 的 结构与之同理 )：
四、用 PROM 实现组合逻辑函数
1,为什么 用 PROM 能实现组合逻辑函数？
D3 D2 D1 D0
4× 4 二极管
ROM 结构图地址译码器
A1
A0
地址码输入
3 1 0 3
2 1 0 2
1 1 0 1
0 1 0 0
W A A m
W A A m
W A A m
W A A m
字 线 信 号位线输出信号
D3 D2 D1 D0
4? 4 二极管
ROM 结构图地址译码器
A1
A0
地址码输入
3 1 0 3
2 1 0 2
1 1 0 1
0 1 0 0
W A A m
W A A m
W A A m
W A A m
字 线 信 号位线输出信号地址译码器 能译出地址码的全部最小项图中 当 A1 A0 = 11 时，只有 W3 =1,而 W0,W1,W2 = 0，
即译出最小项 m3 ；
当 A1 A0 = 10 时，只有 W2 =1,而 W0,W1,W3 = 0，
即译出最小项 m2 ； 其余类推。
存储矩阵构成或门阵列图中 D3 = m3 + m2 +m0 D2 = m2 + m1
D1 = m3 + m0 D0 = m3 + m2
由于 PROM 的地址译码器能译出地址码的全部最小项,而 PROM 的存储矩阵构成了可编程或门阵列，因此，通过编程可从 PROM 的位线输出端得到任意标准与 -或式。由于所有组合逻辑函数均可用标准与 -或式表示，故理论上可用 PROM 实现任意组合逻辑函数。
1,为什么 用 PROM 能实现组合逻辑函数？
五、用 PROM 实现组合逻辑函数
EXIT
半导体存储器为了便于用 PROM 实现组合逻辑函数，
首先需要理解 PROM 结构的习惯画法。
2,PROM 结构的习惯画法
AB
与门和或门的习惯画法
C Y
&
AB
C Y
≥1
A B C
Y&
A B C
Y≥1
EXIT
半导体存储器
A1
A0
地址译码器 (为与阵列 )
D3 D2 D1 D0
W3
W2
W1
W0&
A1 A0 = m3
A1 A0 = m2
A1 A0 = m1
A1 A0 = m01
存储矩阵 (为或阵列 )
1
&
&
&
A1 地址译码器 (为与阵列 )
W3 W2 W1 W0
D3 = m3 + m2 + m0
D3 = m2 + m1
D3 = m3 + m0
D3 = m3 + m2
&
1
&&&1
A0
m3 m2 m1 m0
≥1
≥1
≥1
≥1
存储矩阵 (为或阵列 )
PR
OM
结构的习惯画法
EXIT
半导体存储器
3,怎样用 PROM 实现组合逻辑函数？
[例 ] 试用 PROM 实现下列逻辑函数
BCACABY
CBCAY
2
1
解,(1)将函数化为标准与 -或式
)7,6,5,3(
)6,5,4,1(
2
1
mY
mY
(2)确定存储单元内容由函数 Y1,Y2 的标准与 - 或式知：
与 Y1 相应的存储单元中，字线 W1,W4、
W5,W6 对应的存储单元应为 1；
对应 m1,m4,m5,m6与 Y2 相应的存储单元中，字线 W3,W5、W
6,W7 对应的存储单元应为 1。
EXIT
半导体存储器
(3)画出用 PROM 实现的逻辑图
A
1
≥1
B
1
C
1
& & & & & & & &
≥1
m0 m1 m2 m3 m4 m5 m6 m7
地址译码器
Y1
Y2
EXIT
半导体存储器主要要求：
了解 RAM 的类型、结构和工作原理。
了解集成 RAM 的使用 。
了解 RAM 和 ROM 的异同 。
9.3 随机存取存储器了解 RAM 的扩展方法 。
EXIT
半导体存储器一,RAM 的结构、类型和工作原理地址译码器存储矩阵读 / 写控制电路
2n? m RAM 的结构图
A0
A0
An-1
…
…
…I/O0 I/O1 I/Om-1
R/W
CS
EXIT
半导体存储器
RAM 与 ROM 的比较相同处
★ 都含有地址译码器和存储矩阵
★ 寻址原理相同相异处
★ ROM 的存储矩阵是或阵列,是组合逻辑电路 。
ROM 工作时 只能读出不能写入。掉电后数据不会丢失 。
★ RAM 的存储矩阵由触发器或动态存储单元构成,是时序逻辑电路 。 RAM 工作时 能读出，
也能写入 。读或写由读 / 写控制电路进行控制。
RAM 掉电后数据将丢失 。
EXIT
半导体存储器
RAM
分类静态 RAM(即 Static RAM，简称 SRAM)
动态 RAM(即 Dynamic RAM，简称 DRAM)
DRAM 存储单元结构简单,集成度高,
价格便宜,广泛地用于计算机中,但速度较慢,且需要 刷新 及读出放大器等外围电路 。
DRAM 的存储单元是利用 MOS 管具有极高的输入电阻,
在栅极电容上可暂存电荷的特点来存储信息的 。 由于栅极电容存在漏电,因此工作时需要周期性地对存储数据进行刷新 。
SRAM 存储单元结构较复杂，集成度较低，但速度快。
EXIT
半导体存储器二、集成 RAM 举例
A0 ~ A9 为地址码输入端。
4 个 I/O 脚为双向数据线，用于读出或写入数据。
VDD 接 +5 V。
R/W 为读 /写控制端。当 R/W
= 1 时，从 I/O 线读出数据；当
R/W = 0 时，将从 I/O 线输入的数据写入 RAM。
VDD
In
tel 21
14
A7
A8
A9
I/O
I/O
I/O
I/O
R/W
A6
A5
A4
A3
A0
A1
A2
CSGND
1
2
3
4
5
6
7
8
9
18
17
16
15
14
13
12
11
10
1 K? 4 位 SRAM
Intel 2114 引脚图信号与 TTL 电平兼容。
CS 为片选控制端，低电平有效。 CS = 1 时，读 /写控制电路处于禁止状态，不能对芯片进行读 /
写操作。当 CS = 0 时，允许芯片读 /写操作。
存储矩阵有 1 K 个字，每个字 4 位。
1K = 1024 = 210，故需 10 根地址输入线。
EXIT
半导体存储器三,RAM 的扩展
RAM的扩展动画演示
EXIT
半导体存储器半导体存储器由许多存储单元组成,每个存储单元可存储一位二进制数 。 根据存取功能的 不同,半 导体存 储器分为 只读存储 器
(ROM)和随机存取存储器 (RAM),两者的存储单元结构不同 。 ROM 属于大规模组合逻辑电路,RAM 属于大规模时序逻辑电路 。
本 章 小 结
EXIT
半导体存储器
ROM 用于存放固定不变的数据,存储内容不能随意改写 。 工作时,只能根据地址码 读出数据 。 断电后其数据不会丢失 。 ROM 有固定
ROM(又称掩膜 ROM) 和可编程 ROM之分 。
固定 ROM 由制造商在制造芯片时,用掩膜技术向芯片写入数据,而可编程 ROM 则由用户向芯片写入数据 。 可编程 ROM 又分为一次可编程的 PROM 和可重复改写,重复编程的
EPROM 和 E2PROM。 EPROM 为电写入紫外擦除型,E2PROM 为电写入电擦除型,后者比前者快捷方便 。 可编程 ROM 都要用专用的编程器对芯片进行编程 。
EXIT
半导体存储器
RAM 由存储矩阵,译码器和读 /写控制电路组成 。 它可以读出数据或改写存储的数据,其读,写数据的速度很快 。 因此,
RAM 多用于需要经常更换数据的场合,最典型的应用就是计算机中的内存 。 但是,
RAM 断电后数据将丢失 。
RAM 可位扩展或字扩展,也可位,字同时扩展 。 通过扩展,可由多片小容量的 RAM
构成大容量的存储器 。
EXIT
半导体存储器
RAM 有静态 RAM和动态 RAM 之分 。 静态
RAM(即 SRAM)的存储单元为触发器,工作时不需刷新,但存储容量较小 。 动态
RAM(即 DRAM)的存储单元是利用 MOS
管具有极高的输入电阻 ( > 1010?),在栅极电容上可暂存电荷的特点来存储信息的,由于栅极电容存在漏电,因此工作时需要周期性的对存储数据进行刷新 。
