數(shù)字邏輯第7章PPT課件

1、存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)媒介有多種，應(yīng)用范圍也非常廣泛。存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)媒介有多種，應(yīng)用范圍也非常廣泛。軟磁盤軟磁盤磁帶磁帶硬盤硬盤內(nèi)存條內(nèi)存條光盤光盤優(yōu)盤優(yōu)盤數(shù)碼相機(jī)用數(shù)碼相機(jī)用SM卡卡第1頁(yè)/共40頁(yè)RAMMOSS 靜態(tài)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器取分）（按正常工作時(shí)信息存RAM 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器ROM 只讀存儲(chǔ)器可讀可寫只讀不寫RAMMOSD 動(dòng)態(tài)（按可否編程分）ROM固定不可編程PROM儲(chǔ)器讀存程只可編EPROM儲(chǔ)器只讀存可編程可擦除 可編程修改。只能讀出，不能隨時(shí)被數(shù)據(jù)正常工作時(shí)，存儲(chǔ)器的容。法改變它里面的內(nèi)已寫好的，用戶無(wú)存儲(chǔ)內(nèi)容是出廠時(shí)能被寫入一次。變，也就是它只寫入后就無(wú)法改戶寫入，但一經(jīng)存儲(chǔ)內(nèi)容可由用讀出數(shù)據(jù)

2、。下只能下進(jìn)行，正常工作情況的條件擦除和改寫只能在特定過這種可以被擦除后改寫，不，而且存儲(chǔ)內(nèi)容不僅可以寫入讀出又能寫入數(shù)據(jù)。據(jù)的存儲(chǔ)器。既能單元存入或取出數(shù)能夠選擇任一存儲(chǔ)”。”和“儲(chǔ)數(shù)據(jù)“的兩種穩(wěn)態(tài)來(lái)存觸發(fā)器，利用它存儲(chǔ)元件是一個(gè)10“刷新”。據(jù)，這一充電過程成為才能保存原數(shù)時(shí)鐘的控制下重復(fù)充電掉，所以要在容上的電荷會(huì)慢慢的漏”。由于電”和“電荷來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)“利用它所充的存儲(chǔ)元件是一個(gè)電容，10第2頁(yè)/共40頁(yè)n存儲(chǔ)容量存儲(chǔ)容量存儲(chǔ)器包含基本存儲(chǔ)單元的總數(shù)。一個(gè)基本存儲(chǔ)單元能存儲(chǔ)存儲(chǔ)器包含基本存儲(chǔ)單元的總數(shù)。一個(gè)基本存儲(chǔ)單元能存儲(chǔ)位位(Bit)(Bit)的信息，即一個(gè)的信息，即一個(gè)0或一個(gè)或一

3、個(gè)1。 存儲(chǔ)器的讀寫操作是以存儲(chǔ)器的讀寫操作是以字字為單位的，每一個(gè)字可包含多個(gè)位。為單位的，每一個(gè)字可包含多個(gè)位。例如：例如： )( 8192 )( 8 1K 位位容量字?jǐn)?shù)字?jǐn)?shù)：102421K10字長(zhǎng)字長(zhǎng)：每次可以讀：每次可以讀( (寫寫) )二值碼的個(gè)數(shù)二值碼的個(gè)數(shù)總?cè)萘靠側(cè)萘縩存取速度存取速度反映存儲(chǔ)器的工作速度，通常用讀反映存儲(chǔ)器的工作速度，通常用讀( (或?qū)懟驅(qū)? )周期來(lái)描述。周期來(lái)描述。半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的主要技術(shù)指標(biāo)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的主要技術(shù)指標(biāo)第3頁(yè)/共40頁(yè)一、掩模只讀存儲(chǔ)器（又稱固定ROM）特點(diǎn)：特點(diǎn)：出廠時(shí)已經(jīng)固定，用戶不能不能更改，適合大量生產(chǎn)出廠時(shí)已經(jīng)固定，用戶不能不能更改，

4、適合大量生產(chǎn);結(jié)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便宜，非易失性。構(gòu)簡(jiǎn)單，便宜，非易失性。1. ROM的構(gòu)成的構(gòu)成只讀存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器ROM字線字線容量容量=字線字線位線位線位線位線第4頁(yè)/共40頁(yè)二、舉例第5頁(yè)/共40頁(yè)地 址數(shù) 據(jù)A1A0D3D2D1D0000101011011100100111110A0An-1W0W(2n-1)D0Dm第6頁(yè)/共40頁(yè)n存儲(chǔ)矩陣的每個(gè)交叉點(diǎn)是一個(gè)“存儲(chǔ)單元”，存儲(chǔ)單元中有器件存入“1”，無(wú)器件存入“0”n存儲(chǔ)器的容量：“字?jǐn)?shù) x 位數(shù)”第7頁(yè)/共40頁(yè)可編程ROM（PROM）總體結(jié)構(gòu)與掩模ROM一樣，但存儲(chǔ)單元不同寫是一次性編程，不能改！編程時(shí)將不用的熔斷有出廠時(shí)，每個(gè)結(jié)點(diǎn)上都

5、熔絲由易熔合金制成第8頁(yè)/共40頁(yè)寫入：寫入：浮柵不帶電荷，在浮柵不帶電荷，在D-S間加高壓間加高壓(20-25V)后，漏極后，漏極PN結(jié)雪崩擊穿，結(jié)雪崩擊穿，在在Gc加高壓脈沖，吸引高速電子穿越加高壓脈沖，吸引高速電子穿越SiO2到達(dá)到達(dá)Gf，形成注入負(fù)電荷。，形成注入負(fù)電荷。 擦除：擦除：用紫外線或用紫外線或X射線照射，產(chǎn)生電子空穴對(duì)，提供泄放通射線照射，產(chǎn)生電子空穴對(duì)，提供泄放通道。道。不能實(shí)現(xiàn)字擦除（只擦一個(gè)或一些字）功能。不能實(shí)現(xiàn)字擦除（只擦一個(gè)或一些字）功能。保存時(shí)間：保存時(shí)間：在不受光線干擾的情況下，可保存在不受光線干擾的情況下，可保存10年。年。浮置柵控制柵:fcGGSIMOS

6、管（疊柵注入管（疊柵注入MOS管）管）利用浮柵是否累積有負(fù)電荷來(lái)存儲(chǔ)二值利用浮柵是否累積有負(fù)電荷來(lái)存儲(chǔ)二值數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)。第9頁(yè)/共40頁(yè)存儲(chǔ)矩陣地址譯碼器讀/寫控制電路地址碼輸入片選讀/寫控制輸入/輸出由大量寄存器構(gòu)成的矩陣用以決定訪問哪個(gè)字單元用以決定芯片是否工作用以決定對(duì)被選中的單元是讀還是寫讀出及寫入數(shù)據(jù)的通道隨機(jī)存儲(chǔ)器隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM第10頁(yè)/共40頁(yè)地址譯碼器方法地址譯碼器方法 :單譯碼結(jié)構(gòu)單譯碼結(jié)構(gòu)n位地址構(gòu)成位地址構(gòu)成 2n 條地址線條地址線 當(dāng)?shù)刂反a有效時(shí)，只對(duì)應(yīng)一條字選擇線有效，選擇連到該字選擇線上的所有存儲(chǔ)當(dāng)?shù)刂反a有效時(shí)，只對(duì)應(yīng)一條字選擇線有效，選擇連到該字選擇線上的所有存儲(chǔ)

7、元，在讀元，在讀/寫命令控制下，同時(shí)從位線（數(shù)據(jù)線）上讀出數(shù)據(jù)或?qū)懭霐?shù)據(jù)。寫命令控制下，同時(shí)從位線（數(shù)據(jù)線）上讀出數(shù)據(jù)或?qū)懭霐?shù)據(jù)。 第11頁(yè)/共40頁(yè) 被選中的存儲(chǔ)元一定是當(dāng)被選中的存儲(chǔ)元一定是當(dāng)X選擇線和選擇線和Y選擇線有效時(shí)交叉點(diǎn)的那個(gè)存儲(chǔ)元，選擇線有效時(shí)交叉點(diǎn)的那個(gè)存儲(chǔ)元，然后對(duì)該存儲(chǔ)元進(jìn)行讀出和寫入操作。然后對(duì)該存儲(chǔ)元進(jìn)行讀出和寫入操作。 地址譯碼器方法地址譯碼器方法 :雙譯碼結(jié)構(gòu)雙譯碼結(jié)構(gòu)由行譯碼器和列譯碼器共同譯碼，輸出為存儲(chǔ)矩陣由行譯碼器和列譯碼器共同譯碼，輸出為存儲(chǔ)矩陣的行列選擇線共同確定欲選擇的行列選擇線共同確定欲選擇 的地址單元。的地址單元。第12頁(yè)/共40頁(yè)一、靜態(tài)隨機(jī)存

8、儲(chǔ)器（SRAM）1、結(jié)構(gòu)與工作原理第13頁(yè)/共40頁(yè)第14頁(yè)/共40頁(yè)二、SRAM的存儲(chǔ)單元作存儲(chǔ)單元觸發(fā)器，為基本RSTT41相通、與、導(dǎo)通，時(shí)，jjiBBQQTTX65,1單元與緩沖器相連列第行第導(dǎo)通，這時(shí)時(shí)，所在列被選中，jiTTYj871,，讀操作截止，與導(dǎo)通，則若時(shí)，當(dāng)OIQAAAWRSC32110,，寫操作導(dǎo)通，與截止，則若QOIAAAWR3210,六管N溝道增強(qiáng)型MOS管第15頁(yè)/共40頁(yè)7.4 存儲(chǔ)器容量的擴(kuò)展位擴(kuò)展方式適用于每片RAM,ROM字?jǐn)?shù)夠用而位數(shù)不夠時(shí)接法：將各片的地址線、讀寫線、片選線并聯(lián)即可第16頁(yè)/共40頁(yè)字?jǐn)U展方式適用于每片RAM,ROM位數(shù)夠用而字?jǐn)?shù)不夠時(shí)

9、SCWRAAOIOI片選信號(hào)：寫信號(hào)：讀地址線：數(shù)據(jù)線：/70701024 x 8RAM70OIOI.9870AAAA,.WRWRAAAAOIOI寫信號(hào)：讀地址線：數(shù)據(jù)線：/987070,第17頁(yè)/共40頁(yè)):(110025625670A個(gè)地址個(gè)字，需要每一片提供SCYYAAAA分別接四片的譯成即將兩位代碼區(qū)分四片用,308989102376876751251125625501110010007070707,AAAAAAAA四片的地址分配就是：0 0 0 1 1 10 1 1 0 1 11 0 1 1 0 11 1 1 1 1 089AA4321SCSCSCSC第18頁(yè)/共40頁(yè)輸入輸出（I/

10、O）線并聯(lián)要增加的地址線A8A9與譯碼器的輸入相連，譯碼器的輸出分別接至4片RAM的片選控制端第19頁(yè)/共40頁(yè)例例1:有有2564位芯片，問地址線多少位，數(shù)據(jù)線多少位？位芯片，問地址線多少位，數(shù)據(jù)線多少位？例例2:使用使用2564位芯片組成位芯片組成10244位存儲(chǔ)器，問需要多少芯片位存儲(chǔ)器，問需要多少芯片?例例3:使用使用2564位芯片組成位芯片組成25616位存儲(chǔ)器，問需要多少芯片位存儲(chǔ)器，問需要多少芯片?例例4:使用使用2564位芯片組成位芯片組成204832位存儲(chǔ)器，問需要多少芯片位存儲(chǔ)器，問需要多少芯片?第20頁(yè)/共40頁(yè)用存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)依據(jù)：依據(jù)：ROM是由與陣列和或陣列

11、組成的組合邏輯電路。是由與陣列和或陣列組成的組合邏輯電路。將將與與陣列地址端陣列地址端A0An當(dāng)作邏輯函數(shù)的輸入變量，則當(dāng)作邏輯函數(shù)的輸入變量，則可在地址譯碼器輸出端（即字線）上產(chǎn)生全部最小項(xiàng)；可在地址譯碼器輸出端（即字線）上產(chǎn)生全部最小項(xiàng)；或或陣列的輸出（位線）是將與之相連字線上的信息相陣列的輸出（位線）是將與之相連字線上的信息相或或以后作為輸出的，因此在數(shù)據(jù)輸出端可獲得有關(guān)最小項(xiàng)相以后作為輸出的，因此在數(shù)據(jù)輸出端可獲得有關(guān)最小項(xiàng)相或或的表達(dá)式。的表達(dá)式。結(jié)論：結(jié)論：ROM有幾個(gè)數(shù)據(jù)輸出端，即可獲得幾個(gè)邏輯函數(shù)的有幾個(gè)數(shù)據(jù)輸出端，即可獲得幾個(gè)邏輯函數(shù)的輸出。輸出。方法：方法：列出函數(shù)的真值表

12、，直接畫出存儲(chǔ)矩陣的陣列圖。列出函數(shù)的真值表，直接畫出存儲(chǔ)矩陣的陣列圖。？回顧與思考：回顧與思考：譯碼器實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)的方法及步驟？譯碼器實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)的方法及步驟？第21頁(yè)/共40頁(yè)舉例ABCDDCBAYDCBADABCYBCDADBCDCBAYCBABCAYROM4321產(chǎn)生：用),(),(),(),(15214414107676324321mYmYmYmY第22頁(yè)/共40頁(yè)第七章習(xí)題一、判斷1.RAM由若干位存儲(chǔ)單元組成，每個(gè)存儲(chǔ)單元可存放一位二進(jìn)制信息。（ ）2.動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器需要不斷地刷新，以防止電容上存儲(chǔ)的信息丟失。（ ）3.用2片容量為16K8的RAM構(gòu)成容量為32K8的

13、RAM是位擴(kuò)展。（ ）4.所有的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器在運(yùn)行時(shí)都具有讀和寫的功能。（ ）5.ROM和RAM中存入的信息在電源斷掉后都不會(huì)丟失。（ ）6.存儲(chǔ)器字?jǐn)?shù)的擴(kuò)展可以利用外加譯碼器控制數(shù)個(gè)芯片的片選輸入端來(lái)實(shí)現(xiàn)。（ ）7.PROM的或陣列（存儲(chǔ)矩陣）是可編程陣列。（ ）8.ROM的每個(gè)與項(xiàng)（地址譯碼器的輸出）都一定是最小項(xiàng)。（ ）第23頁(yè)/共40頁(yè)二、選擇二、選擇1.一個(gè)容量為一個(gè)容量為1K 8的存儲(chǔ)器有的存儲(chǔ)器有 BD 個(gè)存儲(chǔ)單元。個(gè)存儲(chǔ)單元。A.8 B.8K C.8000 D.81922.要構(gòu)成容量為要構(gòu)成容量為4K 8的的RAM，需要，需要 D 片容量為片容量為256 4的的RAM。A.2

14、B.4 C.8 D.323.尋址容量為尋址容量為16K 8的的RAM需要需要 C 根地址線。根地址線。A.4 B.8 C.14 D.16 E.16K4.若若RAM的地址碼有的地址碼有8位，行、列地址譯碼器的輸入端都為位，行、列地址譯碼器的輸入端都為4個(gè)，個(gè)，則它們的輸出線（即字線加位線）共有則它們的輸出線（即字線加位線）共有 C 條。條。A.8 B.16 C.32 D.2565.某存儲(chǔ)器具有某存儲(chǔ)器具有8根地址線和根地址線和8根雙向數(shù)據(jù)線，則該存儲(chǔ)器的容量根雙向數(shù)據(jù)線，則該存儲(chǔ)器的容量為為 C 。A.8 3 B.8K 8 C.256 8 D. 256 2566.隨機(jī)存取存儲(chǔ)器具有隨機(jī)存取存儲(chǔ)器

15、具有 A 功能。功能。A.讀讀/寫寫 B.無(wú)讀無(wú)讀/寫寫 C.只讀只讀 D.只寫只寫第24頁(yè)/共40頁(yè)7.欲將容量為1281的RAM擴(kuò)展為10248，則需要控制各片選端的輔助譯碼器的輸出端數(shù)為 D 。A.1 B.2 C.3 D.88.隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAM中的內(nèi)容，當(dāng)電源斷掉后又接通，存儲(chǔ)器中的內(nèi)容 C 。A.全部改變 B.全部為1 C.不確定 D.保持不變9.一個(gè)容量為5121的靜態(tài)RAM具有 AA 。A.地址線9根，數(shù)據(jù)線1根 B.地址線1根，數(shù)據(jù)線9根C.地址線512根，數(shù)據(jù)線9根 D.地址線9根，數(shù)據(jù)線512根10.只讀存儲(chǔ)器ROM在運(yùn)行時(shí)具有 A 功能。A.讀/無(wú)寫 B.無(wú)讀/寫 C.

16、讀/寫 D.無(wú)讀/無(wú)寫11.只讀存儲(chǔ)器ROM中的內(nèi)容，當(dāng)電源斷掉后又接通，存儲(chǔ)器中的內(nèi)容 D 。A.全部改變 B.全部為0 C.不可預(yù)料 D.保持不變第25頁(yè)/共40頁(yè)12.PROM的與陳列（地址譯碼器）是 B 。A.全譯碼可編程陣列 B. 全譯碼不可編程陣列 C.非全譯碼可編程陣列 D.非全譯碼不可編程陣列第26頁(yè)/共40頁(yè)第二節(jié) 可編程邏輯器件v 概述概述v 現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯陣列（現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯陣列（FPLA)v 可編程陣列邏輯（可編程陣列邏輯（PAL)v 通用陣列邏輯（通用陣列邏輯（GAL)第27頁(yè)/共40頁(yè)概述n通用集成電路：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功耗大，可靠性差。n專用集成電路ASIC：可靠性高，

17、設(shè)計(jì)制造周期長(zhǎng)，成本高。數(shù)字系統(tǒng)第28頁(yè)/共40頁(yè)二、二、LSI中用的邏輯圖符中用的邏輯圖符號(hào)號(hào)第29頁(yè)/共40頁(yè)現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯陣列現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯陣列FPLAFPLAFPLA與 PROM的比較0A1A1F0F2A2F0A1A1F0F2A2FFPLA結(jié)構(gòu)框圖結(jié)構(gòu)框圖 第30頁(yè)/共40頁(yè)FPLA舉例第31頁(yè)/共40頁(yè)P(yáng)AL（Programmable Array Logic）第32頁(yè)/共40頁(yè)P(yáng)393:圖圖第33頁(yè)/共40頁(yè)二、PAL的輸出電路結(jié)構(gòu)和反饋形式（自學(xué)）PAL舉例舉例第34頁(yè)/共40頁(yè)GAL（Generic Array Logic）第35頁(yè)/共40頁(yè)GAL16V8電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu)邏輯宏單元輸出緩沖器輸出緩沖器 輸入緩沖器時(shí)鐘信時(shí)鐘信號(hào)輸入號(hào)輸入可編程與陣列固定或陣列 輸出反饋/輸入緩沖器第36頁(yè)/共40頁(yè)乘積項(xiàng)數(shù)據(jù)選擇器三態(tài)數(shù)據(jù)選擇器輸出數(shù)據(jù)選擇器反饋數(shù)據(jù)選擇器第37頁(yè)/共40頁(yè)三、 OLMC 工作模式（自學(xué)）用戶通過結(jié)構(gòu)控制字確定用戶通過結(jié)構(gòu)控制字確定OLMC的五種結(jié)構(gòu)，三種工作模式。的五種結(jié)構(gòu)，三種工作模式。 第38頁(yè)/共40頁(yè)一.選擇題 1、PROM、PLA、PAL三種可編程器件中，（ ABC ）是可編程的。 A、PROM的或門陣列 B、PAL的與門陣列 C、PLA的與門陣列或門陣列 D、