數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出 引 言 說到存儲器，你一定不陌生，計算機中的光盤、優(yōu)盤、軟盤，數(shù)碼相說到存儲器，你一定不陌生，計算機中的光盤、優(yōu)盤、軟盤，數(shù)碼相機的記憶棒、機的記憶棒、MP3中存儲卡都是存儲器中存儲卡都是存儲器存儲器存儲器”是一個很大眾化的是一個很大眾化的術(shù)語，不像譯碼器、觸發(fā)器那么專業(yè)自從用上了計算機，我們就常常術(shù)語，不像譯碼器、觸發(fā)器那么專業(yè)自從用上了計算機，我們就常常和存儲器打交道了買臺新電腦，你一定會問，內(nèi)存多少？硬盤多大？和存儲器打交道了買臺新電腦，你一定會問，內(nèi)存多少？硬盤多大？與朋友們炫耀你的與朋友們炫耀你的MP3，你可能會說，我的，你可能會說，我的MP3是是512M的看看，你已的看看，你已經(jīng)滿嘴都是存儲器的專業(yè)術(shù)語了的確，電子技術(shù)的發(fā)展，特別是數(shù)碼經(jīng)滿嘴都是存儲器的專業(yè)術(shù)語了的確，電子技術(shù)的發(fā)展，特別是數(shù)碼技術(shù)的無孔不入，已經(jīng)使得存儲器與我們的日常生活越來越近了。

那么，技術(shù)的無孔不入，已經(jīng)使得存儲器與我們的日常生活越來越近了那么，存儲器結(jié)構(gòu)如何？它是怎樣工作的？這一章我們將給你解答這些問題存儲器結(jié)構(gòu)如何？它是怎樣工作的？這一章我們將給你解答這些問題存儲器的種類很多，本章主要討論半導(dǎo)體存儲器學(xué)完了這一章，你會存儲器的種類很多，本章主要討論半導(dǎo)體存儲器學(xué)完了這一章，你會對存儲器有一個新的認(rèn)識以后再說到對存儲器有一個新的認(rèn)識以后再說到“內(nèi)存內(nèi)存”、、“優(yōu)盤優(yōu)盤”這些術(shù)語你這些術(shù)語你會會心一笑會會心一笑 數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出7.3 隨機存取存儲器（隨機存取存儲器（RAM）） 第七章第七章 半導(dǎo)體存儲器半導(dǎo)體存儲器7.1 概述概述7.2 只讀存儲器（只讀存儲器（ROM）） 7.4 存儲器容量的擴展存儲器容量的擴展 7.5 用存儲器實現(xiàn)組合邏輯函數(shù)用存儲器實現(xiàn)組合邏輯函數(shù)數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出7.1 概述能存儲大量二值信息的器件一、一般結(jié)構(gòu)形式輸輸入入/ /出出電電路路I/OI/O輸入輸入/ /出出控制控制！單元數(shù)龐大！輸入/輸出引腳數(shù)目有限數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出二、分類1、從存/取功能分：①只讀存儲器(Read-Only-Memory）②隨機讀/寫（Random-Access-Memory）2、從工藝分：①雙極型②MOS型數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出7.2 只讀存儲器（ROM） ROM的基本電路結(jié)構(gòu)（（1）存儲矩陣：）存儲矩陣：16個字排成矩陣個字排成矩陣（（2））地地址址譯譯碼碼器器：：為為了了迅迅速速的的找找到欲讀取的那個字到欲讀取的那個字 。

3）輸出緩沖器：）輸出緩沖器： a)提高帶負(fù)載能力； b)實現(xiàn)對輸出狀態(tài)的三態(tài)控制，以便與系統(tǒng)總線相連數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出1. ROM的框圖的框圖舉例：容量為舉例：容量為16×8的的ROM（（1）存儲矩陣：）存儲矩陣：16個字排成矩陣個字排成矩陣（（2））地地址址譯譯碼碼器器：：為為了了迅迅速速的的找找到欲讀取的那個字到欲讀取的那個字 一．固定一．固定ROM（掩膜（掩膜ROM））0 0號字號字1 1號字號字1515號字號字WW01位線位線存儲矩陣存儲矩陣......字線字線輸輸1AA器器地地入入址址譯譯0地地碼碼址址A輸出緩沖器輸出緩沖器......W15......A23......7D輸出數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)DD10 如如輸入地址碼輸入地址碼A3A2A1A0=0001時，時，W1＝＝1，，1號字被選中，號字被選中，1號字中存儲的號字中存儲的8位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)D7D6…D0同時讀出同時讀出 這樣對于任何一個從這樣對于任何一個從0000~1111的地址碼，總有一個字被的地址碼，總有一個字被選中。

反過來說，每一個字都對應(yīng)一個具體的地址碼反過來說，每一個字都對應(yīng)一個具體的地址碼 數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出2. 掩模ROM的電路數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出A0~An-1W0W(2n-1)D0Dm ROM中存儲的數(shù)據(jù)中存儲的數(shù)據(jù)0 0 0 10 0 1 00 1 0 01 0 0 00 00 11 01 1D3 D2 D1 D0W3 W2 W1 W0A1 A0存儲內(nèi)容存儲內(nèi)容地址譯碼器輸出地址譯碼器輸出 地址輸入地址輸入數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出兩個概念：?存儲矩陣的每個交叉點是一個“存儲單元”，存儲單元中有器件存入“1”，無器件存入“0”?存儲器的容量：“字?jǐn)?shù) x 位數(shù)”數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出 ROM中存儲的數(shù)據(jù)中存儲的數(shù)據(jù)0 1 1 11 0 1 00 1 0 01 0 1 00 0 0 10 0 1 00 1 0 01 0 0 00 00 11 01 1D3 D2 D1 D0W3 W2 W1 W0A1 A0存儲內(nèi)容存儲內(nèi)容地址譯碼器輸出地址譯碼器輸出 地址輸入地址輸入數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出掩模ROM的特點：出廠時已經(jīng)固定，不能更改，適合大量生產(chǎn)簡單，便宜，非易失性數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出二.可編程只讀存儲器（PROM）可編程ROM（programmable ROM,PROM）總體結(jié)構(gòu)與掩模ROM一樣，但存儲單元不同數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出三. 可擦除的可編程ROMEPROM E2PROM總體結(jié)構(gòu)與掩模ROM一樣，但存儲單元不同EPROM （erasable programmable ROM） 疊柵注入MOS管（stacked-gate injection metal-oxide-semiconductor，SIMOS管）數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出用SIMOS管構(gòu)成的存儲單元數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出2. E2PROM （electrically erasable programmable ROM ）總體結(jié)構(gòu)與掩模ROM一樣，但存儲單元不同數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出7.3 隨機存取存儲器（RAM）也稱隨機讀/寫存儲器根據(jù)工作原理的不同，分為：1. 靜態(tài)隨機存儲器（static RAM，SRAM） 存儲單元是以雙穩(wěn)態(tài)鎖存器或觸發(fā)器為基礎(chǔ)構(gòu)成的 電源不變信息不會丟失 不需刷新 集成度較低2. 動態(tài)隨機存儲器（dynamic RAM，DRAM） 存儲原理以MOS管柵極電容為基礎(chǔ) 電路簡單 集成度高 需定時刷新數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出7.3.1 RAM的基本結(jié)構(gòu)與工作原理 以SRAM為例數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出7.3.2 存儲單元6只N溝道增強型MOS管組成的靜態(tài)存儲單元數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出7.4 存儲器的擴展7.4.1 位擴展方式（字長的擴展） 指存儲器字?jǐn)?shù)不變，只增加存儲器的位數(shù)例：用例：用256 x 1256 x 1的的RAM→ 256 x 4RAM→ 256 x 4位的存儲系統(tǒng)位的存儲系統(tǒng)接法：將各片存儲器的地址線、讀/寫信號線、片選信號線對應(yīng)地并接在一起。

數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出7.4.1 位擴展方式（字長的擴展）例：用例：用256 x 1256 x 1的的RAM→ 256 x 4RAM→ 256 x 4位的存儲系統(tǒng)位的存儲系統(tǒng)數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出7.4.2 字?jǐn)?shù)擴展方式指擴展成的存儲器字?jǐn)?shù)增加（即地址線增加）而數(shù)據(jù)位數(shù)不變1024 x 8RAM例：用例：用4 4片片256 x 8256 x 8位位RAMRAM→→1024 x 81024 x 8位位 存儲器存儲器數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出RAM標(biāo)號地址分配A9A8(A7…A0)（1）00(00000000)~00(11111111)0~255（2）01(00000000)~01(11111111)256~511（3）10(00000000)~10(11111111)512~767（4）11(00000000)~11(11111111)768~1023數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出7.4.3 字?jǐn)?shù)和字長同時擴展例：用例：用4 4片片256 x 8256 x 8位位RAMRAM→→1024 x 161024 x 16位位 存儲器存儲器數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出例：用例：用4 4片片256 x 8256 x 8位位RAMRAM→→1024 x 161024 x 16位位 存儲器存儲器1. 1.先用先用2 2片片256 x 8256 x 8位位RAMRAM→→256 x 16256 x 16位位 存儲器存儲器數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出2. 2. 先用先用4 4片片256 x 16256 x 16位位RAMRAM→→1024 x 161024 x 16位位 存儲器存儲器數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出7. 4 利用ROM實現(xiàn)組合邏輯函數(shù)從ROM的數(shù)據(jù)表可見：若把ROM的輸入地址A1A0看作輸入邏輯變量，將輸出數(shù)據(jù)D3D2D1D0看作一組輸出邏輯變量，那么輸入輸出之間實現(xiàn)的就是一組多輸出的組合邏輯函數(shù)：地 址數(shù) 據(jù)A1A0D3D2D1D0000111011010100100111010數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出地址譯碼器是一個與陣列，它的輸出包含了輸入地址變量的全部最小項，每一條字線對應(yīng)一個最小項；存儲矩陣是一個或陣列，每一位輸出數(shù)據(jù)都是將地址譯碼器輸出的一些最小項相加。

結(jié)論：用具有n位輸入地址和m位數(shù)據(jù)輸出的ROM可以獲得一組（最多m個）任何形式的n變量組合邏輯函數(shù)數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出用用ROM產(chǎn)生邏輯函數(shù)產(chǎn)生邏輯函數(shù) 【【解解】】（（1 1）分析要求、設(shè)定變量）分析要求、設(shè)定變量 自自變變量量x的的取取值值范范圍圍為為0～～15的的正正整整數(shù)數(shù)，，對對應(yīng)應(yīng)的的4位位二二進進制制正正整整數(shù)數(shù)，，用用B=B3B2B1B0表表示示根根據(jù)據(jù)y=x2的的運運算算關(guān)關(guān)系系，，可可求求出出y的的最最大大值值是是152＝＝225，可以用，可以用8位二進制數(shù)位二進制數(shù)Y=Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y0表示2）列真值表）列真值表ROM的主要作用是存放數(shù)據(jù)和程序的主要作用是存放數(shù)據(jù)和程序ROM屬于組合邏輯電路，也可以用來產(chǎn)生各種邏輯函數(shù)屬于組合邏輯電路，也可以用來產(chǎn)生各種邏輯函數(shù) 【【例例】】試用試用ROM構(gòu)成能實現(xiàn)函數(shù)構(gòu)成能實現(xiàn)函數(shù)y=x2的運算表電路，的運算表電路，x的取值范圍為的取值范圍為0～～15的正整數(shù)的正整數(shù)數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出Y7 Y6 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 Y0 輸輸 出出0149162536496481100121144169196225對應(yīng)對應(yīng)十進制數(shù)十進制數(shù)0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 11 1 0 01 1 0 11 1 1 01 1 1 1B3 B2 B1 B0 輸輸 入入真值表真值表數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 10 0 0 0 0 1 0 00 0 0 0 1 0 0 10 0 0 1 0 0 0 00 0 0 1 1 0 0 10 0 1 0 0 1 0 00 0 1 1 0 0 0 10 1 0 0 0 0 0 00 1 0 1 0 0 0 10 1 1 0 0 1 0 00 1 1 1 1 0 0 11 0 0 1 0 0 0 01 0 1 1 1 0 0 11 1 0 0 0 1 0 01 1 1 0 0 0 0 1Y7 Y6 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 Y0 輸輸 出出0149162536496481100121144169196225對應(yīng)對應(yīng)十進制數(shù)十進制數(shù)0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 11 1 0 01 1 0 11 1 1 01 1 1 1B3 B2 B1 B0 輸輸 入入真值表真值表數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出（（3）寫標(biāo)準(zhǔn)與或表達(dá)式）寫標(biāo)準(zhǔn)與或表達(dá)式Y(jié)4=m4+m5+m7+m9+m11+m12Y6=m8+m9+m10+m11+m14+m15Y5=m6+m7+m10+m11+m13+m15Y3=m3+m5+m11+m13Y1=0Y2=m2+m6+m10+m14（（4）畫）畫ROM存儲矩陣連接圖存儲矩陣連接圖Y0= m1+m3+m5+m7+m9+m11+m13+m15Y7=m12+m13+m14+m15數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出。