数字电路域逻辑设计7-1.ppt

7.1　概　述 7.1.1　半导体存储器的特点与应用 7.1.2　半导体存储器的分类 7.1.3　半导体存储器的主要技术指标 7.1.1 半导体存储器的特点与应用 　　半导体存储器是用半导体器件来存储二值信息的大规模集成电路。 　　集成度高、体积小、可靠性高、价格低、外围电路简单且易于接口、便于自动化批量生产。 　　半导体存储器主要用于电子计算机和某些数字系统，存放程序、数据、资料等。 7.1.2 半导体存储器的分类 　　１．按制造工艺分类： 　　TTL双极型：工作速度快、功耗大、价格较高。 　　MOS单极型：集成度高、功耗小、工艺简单、价格低。 　　２．按存取方式分类： 　　顺序存取存储器(SAM)：对信息的存入或取出是按顺序进行的,如先入先出型和先入后出型。 　　随机存取存储器(RAM)：可对任意一个单元直接存取数据.包括静态存储器(SRAM)和动态存储器(DRAM) 。 　　只读存储器(ROM)：包括固定ROM、可编程ROM(PROM)和可擦除的可编程ROM(EPROM)。 　　１．存储容量 　　存储器包含基本存储单元的总数。一个基本存储单元能存储１位(Bit)的信息，即一个0或一个1。 存储器的读写操作是以字为单位的，每一个字可包含多个位。 例如： 字数： 字长：每次可以读(写)二值码的个数 总容量 　　２．存取时间 　　反映存储器的工作速度，通常用读(或写)周期来描述。 7.1.3 半导体存储器的主要技术指标 7.2　顺序存取存储器（SAM） 7.2.1　动态CMOS反相器 7.2.2　动态CMOS移存单元 7.2.3　动态移存器和顺序存取存储器 Sequential Access Memory 7.2.1 动态CMOS反相器 　　由传输门和CMOS反相器组成。电路中T1、T2栅极的寄生电容C是存储信息的主要“元件”。 　　２．MOS管栅电容C的暂存作用 　　栅电容C充电迅速，放电缓慢，因此可以暂存输入信息。若每隔一定时间对C补充一次电荷，使信号得到“再生”，可长期保持C上的1信号，这一操作过程通常称为“刷新”。　　 　　１．电路结构 图7-2-1 动态CMOS反相器 vI + – TG1 CP C R VDD T2 T1 vO CP ? + – 7.2.2 动态CMOS移存单元 动态CMOS移存单元由两个动态CMOS反相器串接而成。实现数据的移位. 　　当CP=1时，主动态反相器接收信息，从动态反相器保持原存信息；CP=0时，主动态反相器保持原存信息，从动态反相器随主动态反相器变化。每经过一个CP，数据向右移动一位。 主 从 1位 I TG1 CP C1 VDD T2 T1 O CP TG2 CP C2 VDD T4 T3 CP 图7-2-2 动态CMOS移存单元 7.2.3 动态移存器和顺序存取存储器 　　１．动态移存器 　　动态移存器可用动态CMOS移存单元串接而成，主要用来组成顺序存取存储器(SAM)。 　　由于需要读出的数据必须在CP的推动下，逐位移动到输出端才可读出，所以存取时间较长，位数越多，最大存取时间越长。 0 1 2 1023 ··· 串入 串出 CP CP 1位动态移存单元 图7-2-3 1024位动态移存器示意图 　　(1) 不读不写，循环刷新 　　片选端为0。只要不断电，信息不断反馈到移存器输入端刷新保存,信息可在动态中长期保存。 　　(2) 边写边读 　　 片选端为1，写/循环为1，且读控制端也为1。则从I0到I7输入一个数据,从O0到O7输出一个数据. 　　(3) 只读不写，数据刷新 　　 片选端为1，写/循环为0，读控制端为1。读出的数据同时反馈到输入端. 　　２．先入先出(FIFO)型SAM 　　特点： 每次对外读(或写)一个并行的８位数据，即一个字。 SAM中的数据字只能按“先入先出”的原则顺序读出。 逻辑图 ≥1 G20 G30 1024位动态移存器 CP CP O0 G40 I0 ≥1 G21 G31 1024位动态移存器 CP CP O1 G41 I1 ≥1 G27 G37 1024位动态移存器 CP CP O7 G47 I7 写/循环 片选 读 ··· ··· ··· ··· 图7-2-4 1024×8位FIFO型SAM 返回 G1 7.3　随机存取存储器（RAM） 7.3.1 RAM结构 7.3.2 RAM存储单元 7.3.3 RAM集成片HM6264简介 7.3.4 RAM存储容量的扩展 Random Access Memory 7.3.1 RAM结构 　　１．存储矩阵 　　将存储单元按阵列形式排列，形成存储矩阵。 　　２．地址译码器 　　为了区别不同的字，将存放在同一个字的存储单元编为一组，并赋予一个号码，称为地址。