存储器与可编程逻辑器件.ppt

第六章存储器与可编程逻辑器件
存储器概述
存储器:专用于存放大量二进制数码的器件
按材料分类
1) 磁介质类——软磁盘、硬盘、磁带、…
2) 光介质类——CD、DVD、MO、…
3) 半导体介质类——SDRAM、EEPROM、FLASH ROM、…
按功能分类
随机存储(读写)存储器 RAM
只读存储器 ROM
RAM: SDRAM, 磁盘,
ROM: CD, DVD, FLASH ROM, EEPROM
存储器一般概念
存储器分类:
RAM (Random Access Memory)
随机存取存储器
ROM (Read Only Memory)
只读存储器
随机存取存储器:在运行状态可以随时进行读或写操作
RAM信息易失: 芯片必须供电才能保持存储的数据
SRAM
DRAM
只读存储器:通过特定方法写入数据,正常工作时只能读出
ROM信息非易失:信息一旦写入,即使断电也不会丢失
ROM (工厂掩膜)
PROM(一次编程)
存储器概述
PROM(多次编程)
双极型
MOS型
存储器:专用于存放大量二进制数码的器件
存储器的主要性能指标:
容量:存储单元总数(bit)
存取时间:表明存储器工作速度
其它:材料、功耗、封装形式等等
存储器概述
1Kbit=1024bit=210bit
128Mbit=134217728bit=227bit
字长:一个芯片可以同时存取的比特数
1位、4位、8位、16位、32位等等
标称:字数×位数如4K×8位=212×8=215单元(bit)
读操作和写操作时序图:存储器的工作时序关系
随机存取存储器
随机存取存储器(RAM) ,它能随时从任何一个指定地址的存储单元中取出(读出)信息,也可随时将信息存入(写入)任何一个指定的地址单元中。因此也称为读/写存储器。
优点:读/写方便
缺点:信息容易丢失,一旦断电,所存储器的信息会随之消失,不利于数据的长期保存。
存储矩阵
(2n字×m位)
片选与读写控制电路
CS
R/W
地址输入
控制输入
三组输入信号:
地址输入、控制输入和数据输入
一组输出信号:数据输出
大容量RAM数据输入/输出合为双向端口
A0
Ai
地址译码器
…..
W0
…..
m
数据
输入/输出
I/O
m
主要由地址译码器、存储体及读出电路等三部分组成。
存储矩阵
地址译码器
数据
输入/输出
地址输入
控制信号输入( CS 、R/W)
地址译码器:对外部输入的地址码进行译码,唯一地选择存储矩阵中的一个存储单元
输入/输出控制电路:对选中的存储单元进行读出或写入数据的操作
存储矩阵:存储器中各个存储单元的有序排列
RAM的结构框图
片选与读写控制电路
1. 存储矩阵:由存储单元构成,一个存储单元存储一位二进制数码“1”或“0”。与ROM不同的是RAM存储单元的数据不是预先固定的,而是取决于外部输入信息,其存储单元必须由具有记忆功能的电路构成。
2. 地址译码器:也是N取一译码器。
3. 读/写控制电路:当R/W=1时,执行读操作,R/W=0时,执行写操作。
4. 片选控制:当CS=0时,选中该片RAM工作, CS=1时该片RAM不工作。
静态MOS存储单元(SRAM)
MOS六管存储单元
T1~T4构成基本RS触发器
T1-T2构成MOS反相器
T3-T4构成MOS反相器
两个反相器输入与输出交叉连接,构成基本RS触发器,储存数据。
T5、T6——本单元控制门
Xj=1,行地址选择线Xi有效(选中)
T5、T6开通,触发器的两个互补输出端与位线接通。
Xj=0,行地址选择线Xi无效
T5、T6关断,触发器的两个互补输出端与位线隔离。
存储
单元
V
DD
T
3
T
4
T
2
T
1
T
6
T
5
行选择
Xi
列选择
Yj
数据位
数据位
D
D
T
8
T
7
B
位线
B
位线
T7、T8——列存储单元的公用控制门
Yj=1,T7 、T8均导通,触发器的输出才与数据线接通,该单元才能通过数据线传送数据。
读出是无破坏性的,即,读操作不会使数据发生改变。
写入会改变原来存放的数据。即,不管原来存放的数据是什么,写操作后一定是新写入的数据。
读取数据:
V
DD
T
3
T
4
T
2
T
1
T
6
T
5
行选择
Xi
列选择
Yj
数据位
数据位
D
D
T
8
T
7
B
位线
B
位线
先将待写入的数据送到 D、端上,再使X、Y有效, T5~T8开通,外来数据强行使