第9章 半導(dǎo)體存儲器與可編程邏輯器件

主要內(nèi)容半導(dǎo)體存儲器的基本概念◆半導(dǎo)體存儲器芯片——HM6116◆半導(dǎo)體存儲器容量的擴(kuò)展◆半導(dǎo)體存儲器的基本電路結(jié)構(gòu)一、半導(dǎo)體存儲器的基本概念1.

什么是半導(dǎo)體存儲器？(1)什么是存儲器（Memory、Storage）？

能夠存儲大量數(shù)字信息的部件，如：磁盤、光盤、U盤、……。（1）訪問（Access）——

讀操作（?。≧ead）——

寫操作（存）（Write）一、半導(dǎo)體存儲器的基本概念2.

名詞術(shù)語P4處理器芯片中的存儲器只讀存儲器半導(dǎo)體存儲器讀寫存儲器順序存取存儲器SAM隨機(jī)存取存儲器RAMFIFO（先入先出）FILO（先入后出）SRAM（靜態(tài)存儲）DRAM（動態(tài)存儲）“掩膜”ROMPROM

UVEPROME2PROMFlashMemory一、半導(dǎo)體存儲器的基本概念3.

半導(dǎo)體存儲器的分類1ROM的電路結(jié)構(gòu)二、半導(dǎo)體存儲器的基本電路結(jié)構(gòu)2RAM的電路結(jié)構(gòu)二、半導(dǎo)體存儲器的基本電路結(jié)構(gòu)讀信號數(shù)據(jù)線地址線片選線HM6116WEOEA10CSD7

…D1D0寫信號A9…A1A0……三、半導(dǎo)體存儲器芯片－HM61161HM6116的邏輯符號（靜態(tài)隨機(jī)存儲器）四、存儲器容量的擴(kuò)展位擴(kuò)展：擴(kuò)展存儲器中每個(gè)存儲單元的位數(shù)。字?jǐn)U展：擴(kuò)展存儲器所包含的存儲單元的個(gè)數(shù)。1擴(kuò)展存儲器的容量包括：2舉例RAM位擴(kuò)展：1024×1－>1024×8?RAM字?jǐn)U展：256×8－>1024×8?主要內(nèi)容◆PLD的基本概念◆低密度可編程邏輯器件◆高密度可編程邏輯器件◆基于可編程邏輯器件的數(shù)字設(shè)計(jì)一、PLD的基本概念數(shù)字電路就其應(yīng)用而言可以分為三大類：（1）通用芯片（中小規(guī)模集成電路）（2）專用芯片（ASIC－ApplicationSpecificIntegratedCircuit）（大規(guī)模集成電路）（3）可編程邏輯芯片（大規(guī)模集成電路）（EDA）◆什么是PLD（ProgrammableLogicDevice）？

可編程邏輯器件中集成了大量用于實(shí)現(xiàn)邏輯電路的電路資源，包括：邏輯門、連接線、開關(guān)、存儲單元（如：觸發(fā)器、RAM、ROM）、功能模塊（如：數(shù)據(jù)選擇器）和輸入/輸出端口等。一、PLD的基本概念（1）

“連接”的畫法一、PLD的基本概念◆PLD內(nèi)部電路的一些作圖方法一、PLD的基本概念（2）“邏輯門”的畫法◆PLD內(nèi)部電路的一些作圖方法一、PLD的基本概念（3）“與－或陣列”的畫法◆PLD內(nèi)部電路的一些作圖方法◆SPLD的基本結(jié)構(gòu)SPLD的基本電路結(jié)構(gòu)框圖二、低密度可編程邏輯器件◆四種SPLD及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)二、低密度可編程邏輯器件二、常用的D/A轉(zhuǎn)換技術(shù)一、D/A的基本概念——權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)DAC(Binary-Weighted-InputDAC)三、集成DAC的主要性能參數(shù)——R/2R倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)DAC主要內(nèi)容1.什么是D/A轉(zhuǎn)換？一、D/A轉(zhuǎn)換的基本概念☆

模擬信號與數(shù)字信號之間可以相互轉(zhuǎn)換！DAC（Digital-to-AnalogConverter）數(shù)字信號模擬信號ADC（Analog-to-DigitalConverter）SA：模擬信號(電壓/電流)式中，K為比例系數(shù)，D為數(shù)字量對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)值。VREF：基準(zhǔn)電壓/參考電壓D：n位數(shù)字信號

SA=KVREFD一、D/A轉(zhuǎn)換的基本概念3.D/A轉(zhuǎn)換的傳輸特性D=(Dn-1...D1D0)2=則，SA=KVREFD

=KVREF一個(gè)3位DAC的傳輸特性曲線一、D/A轉(zhuǎn)換的基本概念4.D/A轉(zhuǎn)換的傳輸特性曲線1.最小輸出值LSB（LeastSignificantBit）2.輸出量程FSR（FullScaleRange）最小輸出電壓VLSB最小輸出電流ILSB

電壓輸出量程VFSR

電流輸出量程IFSR

例如，對于n位電壓輸出的DAC，三、集成DAC的主要性能參數(shù)3.轉(zhuǎn)換精度（1）分辨率（2）轉(zhuǎn)換誤差定義：|理論值－實(shí)際值|MAX注意，由于轉(zhuǎn)換誤差的存在，在設(shè)計(jì)DAC時(shí)一味地增加DAC的位數(shù)并不一定能夠提高其轉(zhuǎn)換精度，因?yàn)楫?dāng)轉(zhuǎn)換誤差大于1LSB時(shí)，理論上的精度就沒有意義了。

分辨率＝VFSRVLSB12n-1＝三、集成DAC的主要性能參數(shù)4.轉(zhuǎn)換速度建立時(shí)間（SettingTime）轉(zhuǎn)換速率/頻率

建立時(shí)間又稱轉(zhuǎn)換時(shí)間，通常是指輸入的數(shù)字量從全0突變到全1或從全1突變到全0開始，直至輸出模擬量進(jìn)入到規(guī)定的誤差范圍內(nèi)的時(shí)間。誤差范圍一般取±LSB/2。三、集成DAC的主要性能參數(shù)VI：模擬電壓D：n位數(shù)字信號VREF：參考電壓三者之間滿足如下比例關(guān)系：

VI=KDVREF，K為電路比例系數(shù)2.A/D轉(zhuǎn)換的傳輸特性一、A/D轉(zhuǎn)換的基本概念采樣定理：

fs=1/TS≥2fmax

采樣就是按照一定時(shí)間間隔周期性地讀取模擬信號的值，從而將時(shí)間、幅值都連續(xù)的模擬信號在時(shí)間上離散化。1）采樣2）保持一、A/D轉(zhuǎn)換的基本概念3.ADC的基本過程（采樣、保持、量化、編碼）

量化：按照某種近似方式將采樣—保持電路輸出的采樣值歸并到相應(yīng)的某個(gè)離散電平上，實(shí)現(xiàn)將模擬信號進(jìn)一步在取值上離散化。將量化結(jié)果（離散電平）用二進(jìn)制代碼來表示，稱為編碼。量化單位Δ量化方式有舍有入（四舍五入）只舍不入量化誤差ε一、A/D轉(zhuǎn)換的