存储器和可编程逻辑器件课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《存储器和可编程逻辑器件课件.ppt》由用户(晟晟文业)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 存储器 可编程 逻辑 器件 课件
- 资源描述:
-
1、 8.1 存储器存储器 8.2 可编程逻辑器件可编程逻辑器件 8.3 CPLD、FPGA和在系统编程技术和在系统编程技术 小结小结第第8章章 存储器和可编程逻辑器件存储器和可编程逻辑器件8.1 半导体存储器半导体存储器 数字信息在运算或处理过程中,需要使用专门的存储器进行较长时间的存储。正是因为有了存储器,计算机才有了对信息的记忆功能。半导体存储器以其品种多、容量大、速度快、耗电省、体积小、操作方便、维护容易等优点,在数字设备中得到广泛应用。目前,微型计算机的内存普遍采用了大容量的半导体存储器。存储器是用以存储一系列二进制数码的器件。根据功能的不同,半导体存储器可以分为随机存取存储器(RAM)
2、和只读存储器(ROM)。按照存储机理的不同,RAM又可分为静态RAM和动态RAM 随机存取存储器RAM用于存放数据或指令,工作时能够随时在任意指定单元存入或取出数据,但断电后所存信息便会丢失,是易失性存储器。RAM有双极型和MOS型两种。双极型RAM工作速度高,但制造工艺复杂,成本高,功耗大,集成度低,主要用于高速工作场合。MOS型RAM集成度高、功耗低、价格便宜,因而应用十分广泛。MOS型RAM按其工作方式不同又分为静态RAM(SRAM)和动态RAM(DRAM)两类。8.1.1 随机存取存储器(RAM)1RAM的基本结构RAM的基本结构如图8.1所示,它由存储矩阵、地址译码器和读写控制电路三
3、部分组成;进出RAM的信号线有3类:即地址线、数据线和控制线。RAM的基本结构图8.1.1 随机存取存储器(RAM)1RAM的基本结构RAM的结构示意框图用以决定芯片是否工作读出及写入数据的通道用以决定对被选中的单元是读还是写由大量寄存器构成的矩阵用以决定访问哪个字单元8.1.1 随机存取存储器(RAM)1RAM的基本结构1 024B1位RAM的存储矩阵和地址译码器1.存储矩阵 存储矩阵由大量存储单元构成,通常排列成矩阵形式,每个存储单元存放1位二进制数据。存储器一般以字为单位组织内部结构,一个字含有若干个存储单元,存储单元的个数称为字长。字数和字长的乘积叫做存储器的容量。RAM有多字1位和多
4、字多位两种结构形式。在多字1位结构中,每个寄存器都只有1位,例如一个容量为10241位的RAM,就是一个有1024个1位寄存器的RAM。多字多位结构中,每个寄存器都有多位,例如一个容量为2564位的RAM,就是一个有1024个存储单元的RAM,这些单元排成32行32列的矩阵形式,如图所示。图8.2 2564 RAM存储矩阵 2的5次方=322的3次方=8*4=32X0X1X2X318 根列选择线 Y0 Y1 Y732根行选择线容量为2564 RAM的存储矩阵存储单元1024个存储单元排成32行32列的矩阵每根行选择线选择一行每根列选择线选择一个字列Y11,X21,位于X2和Y1交叉处的字单元可
5、以进行读出或写入操作,而其余任何字单元都不会被选中。地址的选择通过地址译码器来实现。地址译码器由行译码器和列译码器组成。行、列译码器的输出即为行、列选择线,由它们共同确定欲选择的地址单元。A0A1A2A3A4X0X1X2X31A5 A6 A7Y0 Y1 Y7行译码器列 译 码 器2564 RAM存储矩阵中,256个字需要8位地址码A7A0。其中高3位A7A5用于列译码输入,低5位A4A0用于行译码输入。A7A0=00100010时,Y1=1、X2=1,选中X2和Y1交叉的字单元。000100 0 12.地址译码器 地址译码器用以决定访问哪个字单元,它将外部给出的地址进行译码,找到惟一对应的字单
6、元。一般RAM都采用两级译码,即行译码器和列译码器。行、列译码器的输出即为行、列选择线,由它们共同确定欲选择的地址单元。3.读写控制电路 读写控制电路对电路工作状态进行控制,一般包含片选和读写控制两种作用,片选信号(CS)用以决定芯片是否工作,当片选信号有效时,芯片被选中,RAM可以正常工作,否则芯片不工作。读写控制信号(R/W)用以决定对被选中的单元是读还是写,R/W为高电平时进行读操作,低电平时进行写操作。片选、读写控制电路如图所示。8.1.1 随机存取存储器(RAM)1RAM的基本结构RAM的输入/输出控制电路2RAM的存储单元(1)六管NMOS静态存储单元 六管NMOS静态存储单元 六
7、管静态存储单元电路如图所示。其中MOS管为NMOS,V1V4组成的两个反相器交叉耦合构成一个基本RS触发器,用于存储一位二进制信息,V5、V6为门控管,由行译码器输出的字线Xi控制其导通或截止;V7、V8也是门控管,由列译码器输出Yj控制其导通或截止,也是数据写入或读出的控制电路。8.1.1 随机存取存储器(RAM)2RAM的存储单元(2)双极型晶体管存储单元 双极型晶体管存储单元8.1.1 随机存取存储器(RAM)2RAM的存储单元(3)四管动态MOS存储单元 四管动态MOS存储单元8.1.1 随机存取存储器(RAM)3RAM的容量扩展 (1)位扩展 1K1位RAM扩展成10248位RAM系
8、统8.1.1 随机存取存储器(RAM)3RAM的容量扩展 (2)字扩展 1K8位RAM扩展成8K8位RAM系统8.1.1 随机存取存储器(RAM)4RAM的芯片(1)芯片引脚排列图 静态RAM6116引脚排列图8.1.1 随机存取存储器(RAM)4RAM的芯片(2)芯片工作方式和控制信号之间的关系 静态RAM 6116的工作方式与控制信号之间的关系工作状态1高阻态低功耗维持001稳定输出读00稳定输入写CSOEWE010AA07DD8.1.2 只读存储器(ROM)只读存储器因为其内容只能读出不能写入而得名,常用于存储数字系统及计算机中不需改写的数据,如数据转换表、计算机操作系统程序等。ROM存
9、储的数据不会因为断电而消失,即具有非易失性。8.1.2 只读存储器(ROM)1.ROM的分类(1)固定ROM 固定ROM也称掩膜ROM。这种ROM在制造时,厂家利用掩膜技术直接把数据写入存储器。ROM制成后,其存储的数据也就固定不变了,用户对这类芯片无法进行任何修改。(2)一次性可编程ROM(PROM)PROM在出厂时,存储内容全为1或全为0。用户可根据自己的需要,利用编程器将某些单元改写为0或1。PROM一旦进行了编程,就不能第二次修改了。8.1.2 只读存储器(ROM)1.ROM的分类 (3)光可擦除可编程ROM(EPROM)EPROM是采用浮栅技术生产的可编程存储器,它的存储单元多采用N
10、沟道叠栅MOS管,信息的存储是通过MOS管浮栅上的电荷分布来决定的,编程过程就是一个电荷注入过程。编程结束后,尽管撤除了电源,但是由于绝缘层的包围,注入到浮栅上的电荷无法泄漏,因此电荷分布维持不变,EPROM也就成为非易失性存储器件了。(4)电可擦除可编程ROM(E2PROM)E2PROM也是采用浮栅技术生产的可编程ROM。但是,构成存储单元的是隧道MOS管。隧道MOS管也是利用浮栅是否存有电荷来存储二值数据的,不同的是隧道MOS管是用电擦除的,并且擦除的速度要快得多,擦除时间一般为毫秒数量级。8.1.2 只读存储器(ROM)1.ROM的分类 (5)快闪存储器(Flash Memory)快闪存
展开阅读全文