存储器和可编程
逻辑器件
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退出>
存储器和可编程逻辑器件
? 现场可编程逻辑阵列( FPLA)
? 随机存取存储器
? 存储器容量的扩展
? PLD电路
? 只读存储器
? 可编程阵列逻辑( PAL)
? 通用阵列逻辑( GAL)
< 总目录
半导体存储器
只读存储器( ROM)
ROM的结构
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1
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ROM的基本结构 二极管 ROM的结构图
< > 退出
1
目录 总目录
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A 1 A 0 D 3 D 2 D 1 D 0
0 0 1 0 0 1
0 1 0 1 1 1
1 0 1 1 1 0
1 1 0 1 0 1
ROM的数据表
D3 = A1A0 + A1A0
D2 = A1A0 + A1A0 + A1A0
D1 = A1A0 + A1A0
D0 = A1A0 + A1A0 + A1A0
在二极管 ROM结构中,
W0=A1A0,W1=A1A0、
W2=A1A0,W3=A1A0,
因此:
D3=W0+W2
D2=W1+W2+W3
D1=W1+W2
D0=W0+W1+W3
< > 退出目录 总目录
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1
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1
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1
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⑵ ROM的阵列框图⑴ ROM的阵列图
< > 退出目录 总目录
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B 3 B 2 B 1 B 0 G 3 G 2 G 1 G 0
W 0
W 1
W 3
W 2
W 4
W 5
W 6
W 7
W 8
W 9
W 10
W 11
W 12
W 13
W 14
W 15
0 0 0 0 0 0 0 0
0
0
0 0 1 0 0 0 1
0 1 0 0 0 1 1
0
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0
0
0
0 1 1 0 0 1 0
1 0 0 0 1 1 0
1 0 1 0 1 1 1
1 1 0 0 1 0 1
1 1 1 0 1 0 0
0
1
1
1
1
1
1
1
0 0 0 1 1 0 0
0 0 1 1 1 0 1
0 1 0 1 1 1 1
0 1 1 1 1 1 0
1 0 0 1 0 1 0
1 0 1 1 0 1 1
1 1 0 1 0 0 1
1 1 1 1 0 0 0
二进制码转换为格雷码的真值表
G3=∑m( 8,9,10,11,
12,13,14,15)
G2=∑m( 4,5,6,7,8,
9,10,11)
G1=∑m( 2,3,4,5,
10,11,12,13)
G0=∑m( 1,2,5,6,9,
10,13,14)
< > 退出目录 总目录
1
B
3
1
B
2
1
B
1
1
B
0
W
0
W
1
W
2
W
3
W
4
W
5
W
6
W
7
W
8
W
9
W
10
W
11
W
12
W
13
W
14
W
15
G
2
G
1
G
0
G
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A
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3
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3
B
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3
G
2
G
1
G
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( b )
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£¨
二进制码转换为格雷码的阵列图及逻辑符号图
二进制码转换为格雷码的阵列图
逻辑符号图
< > 退出目录 总目录
ROM的编程与分类
⑴ 掩模 ROM
⑵ 可编程 ROM( PROM)U CC
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W
i
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D
i
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( a ) ( b )
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1
V
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D
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W
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( b )
① 熔丝型 PROM存储单元 ② PN结击穿法 PROM存储单元
< > 退出
2
目录 总目录
⑶ 可察除的可编程 ROM( EPROM)
① 叠栅注入 MOS管( SIMOS)的结构和符号
② E PROM的存储单元,Flotox管的结构和符号
DS
G
c
G
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2
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P
D
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f
G
c
D
1
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1
V
1
V
2
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c
G
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N £¨ N £¨
P
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D
G
f
G
c
S
E PROM的存储单元 Flotox管的结构和符号
2
2
< > 退出目录 总目录
③ 快闪存储器( Flash Memory)
DS
G
c
G
f
N
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N
£¨
P
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S
G
c
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叠栅 MOS管 存储单元
< > 退出目录 总目录
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CS
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I / O
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随机存取存储器( RAM)
静态随机存储器( SRAM)
① SRAM的基本结构
< > 退出目录 总目录
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DD
V
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2
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V
1
V
3
V
5
V
6
V
7 V
8
I / O I / O
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D
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D
( a )
( b )
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DD
V
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V
2
V
6
V
5
V
1
V
3
V
7
V
8
YI / O
I / O
ío
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D
ío
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D
X
② SRAM的静态存储单元
六管 NMOS存储单元 六管 CMOS存储单元
< > 退出目录 总目录
存储器容量的扩展
⒈ 位数的扩展 A 0 A 1 ? A 9 R/W CS
1 0 2 4 ? á 1
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I / O
A
0
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1 0 2 4 ? á 1
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A
0
A
1
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1 0 2 4 ? á 1
R A M
I / O
I / O
1
I / O
2
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I / O
7
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A
0
A
1
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A
9
R/W
CS
?
< > 退出目录 总目录
⒉ 字数的扩展
A
0
A
1
? A
7
R/W CS
2 5 6 ? á 8
R A M
I / O
0
I / O
7
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( 1 )
A
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A
1
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7
R/W CS
2 5 6 ? á 8
R A M
I / O
0
I / O
7
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( 2 )
A
0
A
1
? A
7
R/W CS
2 5 6 ? á 8
R A M
I / O
0
I / O
7
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( 3 )
A
0
A
1
? A
7
R/W CS
2 5 6 ? á 8
R A M
I / O
0
I / O
7
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( 4 )
A
0
A
1
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A
7
R/W
Y
0
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A
8
A
9
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Y
1
Y
2
Y
3
I / O
0
I / O
7
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A
0
A
1
< > 退出目录 总目录
低密度可编程逻辑器件
⒈ PLD电路的基本结构
① PLD的基本结构
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② 四种 PLD的结构特点
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TS? ¢ OC? ¢ H? ¢ L
TS? ¢ I/O? ¢ ?? ′? ??
ò? o§? ¨? ?
< > 退出
可编程逻辑器件
目录 总目录
③ PLD阵列结构图
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2
Q
1
Q
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Q
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Q
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Q
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( ?è a- 3? )
PROM结构 FPLA结构 PAL和 GAL结构
< > 退出
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( ?è a- 3? )
I
2
I
1
I
0
Q
2
Q
1
Q
0
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目录 总目录
例,用 FPLA实现四位二进制码转换为格雷码的代码
转换电路。
解,输出表达式为
G3=B3
G2=B3B2+B3B2
G1=B2B1+B2B1
G0=B1B0+B1B0
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B
3
B
2
B
1
B
0
G
3
G
2
G
1
G
0
FPLA的阵列图
< > 退出目录
⒉ 现场可编程逻辑阵列( FPLA)
总目录
例,用 FPLA和 JK触发器实现模 4可逆计数器。当 X=0
时加法计数; X=1减法计数。
解,⑴ 画出状态图。
⑵ 求激励方程和输出方程。
J1=K1=1
J2=K2=XQ1+XQ2
Z=XQ2Q1+XQ2Q1
⑶ 画出时序 FPLA阵列图。
00
11 10
X /Z
Q
2
Q
1 0 / 0
1 / 0
1 / 1 1 / 0
1 / 0
0 / 0
1 / 1 0 / 0
01
Q
1
C 1
1 K
1 J
C 1
1 K
1 J
Q
1
Q
2
Q
2
Z
X
Q
2
Q
2
Q
1
Q
1
1
1
CP
< > 退出目录 总目录
⒊ 可编程阵列逻辑( PAL)
PAL输出结构
① 专用输出结构
② 可编程 I/O结构
③ 寄存器输出结构
④ 异或型输出结构
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O
I
①
< > 退出目录 总目录
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I
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I
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1
P
2
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Q
Q
②
③
④
< > 退出目录 总目录
2
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19
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3
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18
16
4
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17
24
5
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16
32
6
O LM C
£ ¨ 1 5 £ ?
15
40
7
O LM C
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14
48
8
O LM C
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13
56
9
O LM C
£ ¨ 1 2 £ ?
12
63
11
OE
1
0
0 8 16
24
31
GAL
1 6 V 8
1
2
3
4
5
6
7
8
9
20
19
18
17
16
15
14
13
12
1110GND
U
CC
⒋ 通用阵列逻
辑( GAL)
① GAL的基本
结构
< > 退出目录 总目录
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1
P
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M
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X O R ( n )
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1
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AC
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M
U
X
10
11
01
00
AC
0
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AC
1
( n )
11
10
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T
S
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0
1
O
U
X
M
U
CC
G
2
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I / O ( n )
C LK OE
C LK OE
G
1
② 输出逻辑宏单元( OLMC)
⑴ OLMC的结构
< > 退出目录 总目录
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X O R( n )
1 ío
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8 ío
A C1 ( n )
1 ío
A C0
4 ío
X O R( n )
3 2 ío
3ê oy ?é ?? ??
12 15 ?¨12 19 16 ?¨ 19?¨
( n ) ( n )( n )
P T6 3 P T3 2?¨ P T3 1 ?¨ P T0
8 2 ? ?
⑵ 结构控制字
SYN,决定器件输出能力。
AC0,AC1( n),方式控制位。
XOR( n),极性控制位。
PT( n),积项禁止位。
< > 退出目录 总目录
SYNNO SYN AC 0
AC 1 XOR
(n) (n)
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1
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1
1
1
1
1
1
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0
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1
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1
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11 ì 11? ? í§ éy ?? é? ?è £? ?y ?? ?? μ? D? ì¨
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1? ? =CK£ ? 11? ? =OE
OLMC工作模式的配置选择
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C LK
NC
OE
NC
NC
NC
I / O ( n )
OE
NC
C LK
O LM C ( n )
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é? 3? ( m )
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OLMC5种工作模式的
等效电路
⑴ 专用输入模式
< > 退出目录 总目录
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C LK OE
NC
I / O ( n )
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O LM C ( n )
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D
NC
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NC
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NC
NC
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OE
NC
C LK
O LM C ( n )
X O R ( n )
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é? 3? ( m )
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C LK
NC
OE
NC
NC
NC
I / O ( n )
OE
NC
C LK
O LM C ( n )
X O R ( n )
U
CC
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é? 3? ( m )
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C LK OE
NC
NC
I / O ( n )
OEC LK
O LM C ( n )
X O R ( n )
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é? 3? ( m )
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a? 1ê μ¤ ó§
í′ à?
⑵ 专用组合输出模式 ⑶ 反馈组合输出模式
⑷ 时序电路中的输出模式 ⑸寄存器输出模式
⑵ ⑶
⑷ ⑸
< > 退出目录 总目录
③ 行地址映射
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S
C LK
S
D1
òè ?ó à?
P T6 3
S
D0
32
oò ?ó à?
P T031
μ? ?ò aê ?| μ? ?ò aê ?|
0
31
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32
33
59
60
61
62
63
?ò ?ú μ¤ ó§
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μ?
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8 2 ío
~
< 退出目录 总目录
真的要退出本章节吗?
是 [Y] 否 [N]
逻辑器件
> 总目录 退出
退出>
存储器和可编程逻辑器件
? 现场可编程逻辑阵列( FPLA)
? 随机存取存储器
? 存储器容量的扩展
? PLD电路
? 只读存储器
? 可编程阵列逻辑( PAL)
? 通用阵列逻辑( GAL)
< 总目录
半导体存储器
只读存储器( ROM)
ROM的结构
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D
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D
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A
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W
0
W
1
W
2
W
3
R R R R
é? 3? o1 3? ??
D
3
D
2
D
1
D
0
D
3
D
2
D
1
D
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A
1
A
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ROM的基本结构 二极管 ROM的结构图
< > 退出
1
目录 总目录
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A 1 A 0 D 3 D 2 D 1 D 0
0 0 1 0 0 1
0 1 0 1 1 1
1 0 1 1 1 0
1 1 0 1 0 1
ROM的数据表
D3 = A1A0 + A1A0
D2 = A1A0 + A1A0 + A1A0
D1 = A1A0 + A1A0
D0 = A1A0 + A1A0 + A1A0
在二极管 ROM结构中,
W0=A1A0,W1=A1A0、
W2=A1A0,W3=A1A0,
因此:
D3=W0+W2
D2=W1+W2+W3
D1=W1+W2
D0=W0+W1+W3
< > 退出目录 总目录
òè ?ó à?
oò ?ó à?
W
0
W
1
W
2 £ 1
n
D
m £a 1
D
0
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?a
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A
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A
0
1
W
0
W
1
W
2
W
3
D
3
D
2
D
1
D
0
A
1
A
0
1
òè
?ó
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oò
?ó
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⑵ ROM的阵列框图⑴ ROM的阵列图
< > 退出目录 总目录
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B 3 B 2 B 1 B 0 G 3 G 2 G 1 G 0
W 0
W 1
W 3
W 2
W 4
W 5
W 6
W 7
W 8
W 9
W 10
W 11
W 12
W 13
W 14
W 15
0 0 0 0 0 0 0 0
0
0
0 0 1 0 0 0 1
0 1 0 0 0 1 1
0
0
0
0
0
0 1 1 0 0 1 0
1 0 0 0 1 1 0
1 0 1 0 1 1 1
1 1 0 0 1 0 1
1 1 1 0 1 0 0
0
1
1
1
1
1
1
1
0 0 0 1 1 0 0
0 0 1 1 1 0 1
0 1 0 1 1 1 1
0 1 1 1 1 1 0
1 0 0 1 0 1 0
1 0 1 1 0 1 1
1 1 0 1 0 0 1
1 1 1 1 0 0 0
二进制码转换为格雷码的真值表
G3=∑m( 8,9,10,11,
12,13,14,15)
G2=∑m( 4,5,6,7,8,
9,10,11)
G1=∑m( 2,3,4,5,
10,11,12,13)
G0=∑m( 1,2,5,6,9,
10,13,14)
< > 退出目录 总目录
1
B
3
1
B
2
1
B
1
1
B
0
W
0
W
1
W
2
W
3
W
4
W
5
W
6
W
7
W
8
W
9
W
10
W
11
W
12
W
13
W
14
W
15
G
2
G
1
G
0
G
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3
A
2
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1
A
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4
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3
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2
D
1
D
0
B
3
B
2
B
1
B
0
G
3
G
2
G
1
G
0
( a )
( b )
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£¨
二进制码转换为格雷码的阵列图及逻辑符号图
二进制码转换为格雷码的阵列图
逻辑符号图
< > 退出目录 总目录
ROM的编程与分类
⑴ 掩模 ROM
⑵ 可编程 ROM( PROM)U CC
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W
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i
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( a ) ( b )
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1
V
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D
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W
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( b )
① 熔丝型 PROM存储单元 ② PN结击穿法 PROM存储单元
< > 退出
2
目录 总目录
⑶ 可察除的可编程 ROM( EPROM)
① 叠栅注入 MOS管( SIMOS)的结构和符号
② E PROM的存储单元,Flotox管的结构和符号
DS
G
c
G
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2
N £¨ N £¨
P
D
SG
f
G
c
D
1
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1
V
1
V
2
G
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W
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D
i
DS G
c
G
f
N £¨ N £¨
P
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D
G
f
G
c
S
E PROM的存储单元 Flotox管的结构和符号
2
2
< > 退出目录 总目录
③ 快闪存储器( Flash Memory)
DS
G
c
G
f
N
£¨
N
£¨
P
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D
G
c
S
G
c
ío
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D
S
W
i
U
SS
D
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( a ) ( b )
叠栅 MOS管 存储单元
< > 退出目录 总目录
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μ?
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A
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A
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A
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A
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CS
R/W
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I / O
0
I / O
m £ 1
随机存取存储器( RAM)
静态随机存储器( SRAM)
① SRAM的基本结构
< > 退出目录 总目录
U
DD
V
4V
2
Q Q
V
1
V
3
V
5
V
6
V
7 V
8
I / O I / O
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D
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D
( a )
( b )
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DD
V
4
V
2
V
6
V
5
V
1
V
3
V
7
V
8
YI / O
I / O
ío
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D
ío
??
D
X
② SRAM的静态存储单元
六管 NMOS存储单元 六管 CMOS存储单元
< > 退出目录 总目录
存储器容量的扩展
⒈ 位数的扩展 A 0 A 1 ? A 9 R/W CS
1 0 2 4 ? á 1
R A M
I / O
A
0
A
1
? A
9
R/W CS
1 0 2 4 ? á 1
R A M
I / O
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A
0
A
1
? A
9
R/W CS
1 0 2 4 ? á 1
R A M
I / O
I / O
1
I / O
2
?
I / O
7
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A
0
A
1
?
A
9
R/W
CS
?
< > 退出目录 总目录
⒉ 字数的扩展
A
0
A
1
? A
7
R/W CS
2 5 6 ? á 8
R A M
I / O
0
I / O
7
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( 1 )
A
0
A
1
? A
7
R/W CS
2 5 6 ? á 8
R A M
I / O
0
I / O
7
?
( 2 )
A
0
A
1
? A
7
R/W CS
2 5 6 ? á 8
R A M
I / O
0
I / O
7
?
( 3 )
A
0
A
1
? A
7
R/W CS
2 5 6 ? á 8
R A M
I / O
0
I / O
7
?
( 4 )
A
0
A
1
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A
7
R/W
Y
0
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A
8
A
9
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Y
1
Y
2
Y
3
I / O
0
I / O
7
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A
0
A
1
< > 退出目录 总目录
低密度可编程逻辑器件
⒈ PLD电路的基本结构
① PLD的基本结构
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é? 3?
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3?
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② 四种 PLD的结构特点
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é? 3? ?? é?
òè oò
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?è a- 3?GAL
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TS? ¢ OC? ¢ H? ¢ L
TS? ¢ I/O? ¢ ?? ′? ??
ò? o§? ¨? ?
< > 退出
可编程逻辑器件
目录 总目录
③ PLD阵列结构图
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2
Q
1
Q
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I
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2
I
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I
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Q
2
Q
1
Q
0
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( ?è a- 3? )
PROM结构 FPLA结构 PAL和 GAL结构
< > 退出
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( ?è a- 3? )
I
2
I
1
I
0
Q
2
Q
1
Q
0
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目录 总目录
例,用 FPLA实现四位二进制码转换为格雷码的代码
转换电路。
解,输出表达式为
G3=B3
G2=B3B2+B3B2
G1=B2B1+B2B1
G0=B1B0+B1B0
òè
?ó
à?
oò
?ó
à?
B
3
B
2
B
1
B
0
G
3
G
2
G
1
G
0
FPLA的阵列图
< > 退出目录
⒉ 现场可编程逻辑阵列( FPLA)
总目录
例,用 FPLA和 JK触发器实现模 4可逆计数器。当 X=0
时加法计数; X=1减法计数。
解,⑴ 画出状态图。
⑵ 求激励方程和输出方程。
J1=K1=1
J2=K2=XQ1+XQ2
Z=XQ2Q1+XQ2Q1
⑶ 画出时序 FPLA阵列图。
00
11 10
X /Z
Q
2
Q
1 0 / 0
1 / 0
1 / 1 1 / 0
1 / 0
0 / 0
1 / 1 0 / 0
01
Q
1
C 1
1 K
1 J
C 1
1 K
1 J
Q
1
Q
2
Q
2
Z
X
Q
2
Q
2
Q
1
Q
1
1
1
CP
< > 退出目录 总目录
⒊ 可编程阵列逻辑( PAL)
PAL输出结构
① 专用输出结构
② 可编程 I/O结构
③ 寄存器输出结构
④ 异或型输出结构
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O
I
①
< > 退出目录 总目录
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I
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I
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Q
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I
Q
Q
D
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1
P
2
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Q
Q
②
③
④
< > 退出目录 总目录
2
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19
8
3
O LM C
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18
16
4
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17
24
5
O LM C
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16
32
6
O LM C
£ ¨ 1 5 £ ?
15
40
7
O LM C
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14
48
8
O LM C
£ ¨ 1 3 £ ?
13
56
9
O LM C
£ ¨ 1 2 £ ?
12
63
11
OE
1
0
0 8 16
24
31
GAL
1 6 V 8
1
2
3
4
5
6
7
8
9
20
19
18
17
16
15
14
13
12
1110GND
U
CC
⒋ 通用阵列逻
辑( GAL)
① GAL的基本
结构
< > 退出目录 总目录
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0
1
P
T
M
U
X
X O R ( n )
Q
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1
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AC
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F
M
U
X
10
11
01
00
AC
0
* AC
1
( m )*
AC
1
( n )
11
10
01
00
T
S
U
X
M
0
1
O
U
X
M
U
CC
G
2
?′ ?ó à? ??
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I / O ( n )
C LK OE
C LK OE
G
1
② 输出逻辑宏单元( OLMC)
⑴ OLMC的结构
< > 退出目录 总目录
3 2 ío
3ê oy ?é ?? ??
4 ío
X O R( n )
1 ío
S Y N
8 ío
A C1 ( n )
1 ío
A C0
4 ío
X O R( n )
3 2 ío
3ê oy ?é ?? ??
12 15 ?¨12 19 16 ?¨ 19?¨
( n ) ( n )( n )
P T6 3 P T3 2?¨ P T3 1 ?¨ P T0
8 2 ? ?
⑵ 结构控制字
SYN,决定器件输出能力。
AC0,AC1( n),方式控制位。
XOR( n),极性控制位。
PT( n),积项禁止位。
< > 退出目录 总目录
SYNNO SYN AC 0
AC 1 XOR
(n) (n)
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μ? ?é 1? é? 3?
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1
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1
1
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0
1
1
1
1
1
1
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0
0
0
1
1
1
0
1
1
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0
1
0
0
0
1
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·? ò? ?§
a· ?¢
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11 ì 11? ? í§ éy ?? é? ?è £? ?y ?? ?? μ? D? ì¨
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1? ? =CK£ ? 11? ? =OE£ ? ?? ò- OLMC? à è× ò?
?o ·? é? ?? ′? ??£ ¨é a? ò ?ì £|
1? ? =CK£ ? 11? ? =OE
OLMC工作模式的配置选择
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C LK
NC
OE
NC
NC
NC
I / O ( n )
OE
NC
C LK
O LM C ( n )
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é? 3? ( m )
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OLMC5种工作模式的
等效电路
⑴ 专用输入模式
< > 退出目录 总目录
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C LK OE
NC
I / O ( n )
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O LM C ( n )
X O R ( n )
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NC
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C LK
NC
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NC
NC
NC
I / O ( n )
OE
NC
C LK
O LM C ( n )
X O R ( n )
?′ ?ó
òè á? ?a
?ó à?
?′ ?ó à? ??
é? 3? ( m )
?′ ??
C LK
NC
OE
NC
NC
NC
I / O ( n )
OE
NC
C LK
O LM C ( n )
X O R ( n )
U
CC
?′ ?ó
òè á? ?a
?ó à?
?′ ?ó à? ??
é? 3? ( m )
?′ ??
C LK OE
NC
NC
I / O ( n )
OEC LK
O LM C ( n )
X O R ( n )
?′ ?ó
òè á? ?a
?ó à?
?′ ?ó à? ??
é? 3? ( m )
£¨? à ?? ′? ??é ? 3? μ¤ ó§ £|£¨? à ?? ′? ??é ? 3? μ¤ ó§ £|
a? 1ê μ¤ ó§
í′ à?
⑵ 专用组合输出模式 ⑶ 反馈组合输出模式
⑷ 时序电路中的输出模式 ⑸寄存器输出模式
⑵ ⑶
⑷ ⑸
< > 退出目录 总目录
③ 行地址映射
?? ío ?? ′? ??
S
C LK
S
D1
òè ?ó à?
P T6 3
S
D0
32
oò ?ó à?
P T031
μ? ?ò aê ?| μ? ?ò aê ?|
0
31
?? ? ?? ?? ??
a£ à? μ? ?? ?? ??
32
33
59
60
61
62
63
?ò ?ú μ¤ ó§
a£ à?
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μ?
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8 2 ío
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< 退出目录 总目录
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