電子技術(shù)基礎(chǔ)—數(shù)字部分康光華主編課件 (32).ppt

1、2020/10/11,1,第8章 存儲(chǔ)器和可編程邏輯器件簡(jiǎn)介,8.1.3 存儲(chǔ)器的應(yīng)用 1 .存儲(chǔ)器容量的擴(kuò)展,8.1.1 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）,8.1 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器,2020/10/11,2,復(fù)習(xí),A/D轉(zhuǎn)換的步驟？ 取樣定理？ 量化誤差是不可避免的嗎？如何減小量化誤差？,2020/10/11,3,第8章 存儲(chǔ)器和可編程邏輯器件簡(jiǎn)介,本章內(nèi)容： 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAM和只讀存儲(chǔ)器ROM的結(jié)構(gòu)、工作原理及存儲(chǔ)器容量擴(kuò)展的方法； 可編程陣列邏輯PAL 、通用陣列GAL的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)； CPLD和FPGA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)； 可編程邏輯器件的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用技術(shù)。,2020/10/11,4,8.1 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器

2、,數(shù)字系統(tǒng)中用于存儲(chǔ)大量二進(jìn)制信息的器件是存儲(chǔ)器。 穿孔卡片紙帶磁芯存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的優(yōu)點(diǎn)：容量大、體積小、功耗低、存取速度快、使用壽命長(zhǎng)等。 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器按照內(nèi)部信息的存取方式不同分為兩大類(lèi)： 1、只讀存儲(chǔ)器ROM。用于存放永久性的、不變的數(shù)據(jù)。 2、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAM。用于存放一些臨時(shí)性的數(shù)據(jù)或中間結(jié)果，需要經(jīng)常改變存儲(chǔ)內(nèi)容。,2020/10/11,5,8.1.1 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）,隨機(jī)存取存儲(chǔ)器又叫隨機(jī)讀/寫(xiě)存儲(chǔ)器，簡(jiǎn)稱(chēng)RAM，指的是可以從任意選定的單元讀出數(shù)據(jù)，或?qū)?shù)據(jù)寫(xiě)入任意選定的存儲(chǔ)單元。 優(yōu)點(diǎn)：讀寫(xiě)方便，使用靈活。 缺點(diǎn)：掉電丟失信息。,分類(lèi)： SRAM

3、 （靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器） DRAM （動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器）,2020/10/11,6,1. RAM的結(jié)構(gòu)和讀寫(xiě)原理,（1）RAM 的結(jié)構(gòu)框圖,圖8-1 RAM 的結(jié)構(gòu)框圖,I/O端畫(huà)雙箭是因?yàn)閿?shù)據(jù)即可由此端口讀出，也可寫(xiě)入,2020/10/11,7, 存儲(chǔ)矩陣,共有28（256）行24（16）列共212（4096）個(gè)信息單元（即字） 每個(gè)信息單元有k位二進(jìn)制數(shù)（1或0） 存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)單元的數(shù)量稱(chēng)為存儲(chǔ)容量（字?jǐn)?shù)位數(shù)k）。,2020/10/11,8, 地址譯碼器 行地址譯碼器：輸入8位行地址碼，輸出256條行選擇線（用x表示） 列地址譯碼器：輸入4位列地址碼，輸出16條列選擇線（用Y表示）,20

4、20/10/11,9, 讀寫(xiě)控制電路,當(dāng)R/W =0時(shí)，進(jìn)行寫(xiě)入(Write)數(shù)據(jù)操作。 當(dāng)R/W =1時(shí)，進(jìn)行讀出(Read)數(shù)據(jù)操作。,2020/10/11,10,圖8-2 RAM存儲(chǔ)矩陣的示意圖,2564（256個(gè)字，每個(gè)字4位）RAM存儲(chǔ)矩陣的示意圖。 如果X0Y01，則選中第一個(gè)信息單元的4個(gè)存儲(chǔ)單元，可以對(duì)這4個(gè)存儲(chǔ)單元進(jìn)行讀出或?qū)懭搿?2020/10/11,11,（2）RAM 的讀寫(xiě)原理 （以圖81為例）,當(dāng)CS=時(shí)，RAM被選中工作。,若 A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0=000000000000 表示選中列地址為A11A10A9A8=0000、行地址為A7

5、A6A5A4A3A2A1A0=00000000的存儲(chǔ)單元。 此時(shí)只有X0和Y0為有效，則選中第一個(gè)信息單元的k個(gè)存儲(chǔ)單元，可以對(duì)這k個(gè)存儲(chǔ)單元進(jìn)行讀出或?qū)懭搿?2020/10/11,12,若此時(shí)R/W1，則執(zhí)行讀操作，將所選存儲(chǔ)單元中的數(shù)據(jù)送到I/O端上。,若此時(shí)R/W=0時(shí)，進(jìn)行寫(xiě)入數(shù)據(jù)操作。 當(dāng)CS=1時(shí)，不能對(duì)RAM進(jìn)行讀寫(xiě)操作，所有端均為高阻態(tài)。,2020/10/11,13,（3）RAM的存儲(chǔ)單元按工作原理分為： 靜態(tài)存儲(chǔ)單元：利用基本RS觸發(fā)器存儲(chǔ)信息。保存的信息不易丟失。 動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)單元：利用MOS的柵極電容來(lái)存儲(chǔ)信息。由于電容的容量很小，以及漏電流的存在，為了保持信息，必須定時(shí)給電

6、容充電，通常稱(chēng)為刷新。,2020/10/11,14,2. 靜態(tài)讀寫(xiě)存儲(chǔ)器（SRAM）集成電路6264簡(jiǎn)介,采用CMOS工藝制成，存儲(chǔ)容量為8K8位，典型存取時(shí)間為100ns、電源電壓5V、工作電流40mA、維持電壓為2V，維持電流為2A。 8K=213，有13條地址線A0A12； 每字有位，有條數(shù)據(jù)線I/O0I/O7；,圖8-3 6264引腳圖,四條控制線,2020/10/11,15,表8- 6264的工作方式表,3.Intel2114A是1 K字4位SRAM，它是雙列直插18腳封裝器件，采用5V供電，與TTL電平完全兼容。,4.Intel 2116是16 K1位動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器（DRAM），是典型

7、的單管動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)芯片。它是雙列直插16腳封裝器件，采用+12V和 5V三組電源供電，其邏輯電平與TTL兼容。,2020/10/11,16,8.1.3 存儲(chǔ)器的應(yīng)用,1. 存儲(chǔ)器容量的擴(kuò)展,存儲(chǔ)器的容量：字?jǐn)?shù)位數(shù) 位擴(kuò)展（即字長(zhǎng)擴(kuò)展）：將多片存儲(chǔ)器經(jīng)適當(dāng)?shù)倪B接，組成位數(shù)增多、字?jǐn)?shù)不變的存儲(chǔ)器。 方法：用同一地址信號(hào)控制 n個(gè)相同字?jǐn)?shù)的RAM。,2020/10/11,17,例：將2561的RAM擴(kuò)展為 2568的RAM。 將8塊2561的RAM的所有地址線和CS（片選線）分別對(duì)應(yīng)并接在一起，而每一片的位輸出作為整個(gè)RAM輸出的一位。,2020/10/11,18,2568RAM需2561RAM的芯片數(shù)

8、為：,圖8-10 RAM位擴(kuò)展,將2561的RAM擴(kuò)展為2568的RAM,2020/10/11,19, 字?jǐn)U展,將多片存儲(chǔ)器經(jīng)適當(dāng)?shù)倪B接，組成字?jǐn)?shù)更多，而位數(shù)不變的存儲(chǔ)器。 例：由10248的 RAM擴(kuò)展為40968的RAM。 共需四片10248的 RAM芯片。 10248的 RAM有10根地址輸入線A9A0。 40968的RAM有12根地址輸入線A11A0。 選用2線-4線譯碼器，將輸入接高位地址A11、A10，輸出分別控制四片RAM的片選端。,2020/10/11,20,圖8-11 RAM字?jǐn)U展,由10248的 RAM擴(kuò)展為40968的RAM,2020/10/11,21,(3) 字位擴(kuò)展,例：將10244的RAM擴(kuò)展為20488 RAM。 位擴(kuò)展需2片芯片，字?jǐn)U展需2片芯片，共需4片芯片。