第7章 半导体存储器和可编程器件.doc

甘肃工业职业技术学院 教 序 7 号 课 案 授课 计划 班级 课时 4 *第七章 半导体存储器与可编程器件 题 1、了解存储器的分类 2、了解只读存储器的特点与组成； 教学目的 及 教学要求 3、了解随机存储存储器的特点与组成； 4、了解可编程逻辑器件的基本概念 5、了解 PLD 器件的结构特点。 本章重点： 1、只读存储器的工作特点 2、存储器的应用 重点 和 难点 3、可编程逻辑器件的基础知识 本章难点： 1、存储器扩展存储容量的方法 2、用存储器设计组合逻辑电路。 1、模拟电子技术（第二版） 参考资料 教 材 胡宴如主编 高等教育出版社 2004.2 2、数字电路技术 杨志忠主编 高等教育出版社 2000.4 3、电子技术基础 康华光等编 高等教育出版社 1995.8 4、电工电子技术 林平勇编 高等教育出版社 2000.4 教材：《电子电路与电子器件》（第二版） 郭培源主编 高等教育出 版社 2004.2. 1 一、教学内容 7.1 半导体存储器 7.2 可编程逻辑器件（PLD） 二、内容提要 本章介绍只读存储器和随机存取存储器的结构与工作原理，存储器的应用与位、字扩展， 可编程逻辑器件的电路结构、特点及数字系统的逻辑设计过程。 三、教学过程（教案） 第七章 半导体存储器和可编程器件 7.1 半导体存储器 7.1.1 概述 【功能】半导体存储器件是能存储大量二值信息的半导体器件。 1.半导体存储器的分类。 RAM：在工作时既能从中读出（取出）信息，又能随时写入（存入）信息，但断电后所存信息 消失。 ROM：在工作时只能从中读出信息，不能写入信息，且断电后其所存信息在仍能保持。 掩膜 ROM：不能改写。PROM：只能改写一次。EPROM：可以改写多次。 2.存储器的主要技术指标 存储容量 存取速度 7.1.2 只读存储器（ROM） 1.ROM 的结构 如图所示，ROM 由存储矩阵、地制 译码和输出缓冲器三部分组成。 2.ROM 的分类 2 根据存入数据方式的不同，只读存储器可分为固定 ROM 和可编程 ROM。可编程 ROM 又可分为 PROM、 EPROM 和 E2PROM 以及 Flash Memory。 7.1.3 随机存取存储器（RAM） 1.RAM 的结构 RAM 是由许许多多的基本寄存器组合起 来构 成的大规模集成电路。 如图所示，RAM 由地址译码器、存储矩 阵和 读写控制电路组成。 2．RAM 的容量 RAM 中的每个寄存器称为一个字，寄存器中的每一位称为一个存储单元。寄存器的个数（字数） 与寄存器中存储单元个数（位数）的乘积，叫做 RAM 的容量。 7.2 可编程逻辑器件（PLD） 7.2.1 概述 1．特点：可编程逻辑器件（PLD）是一种标准化、通用的数字电路器件。它集门电路、触发器、 多路选择开关、三态门等器件和电路连线于一身的可编程数字逻辑电路。 2．类型：主要的 PLD 类型有 FPLA、PAL、GAL、EPLD、CPLD 和 FPGA。PLD 通过修改内部电路的 逻辑功能来编程， FPGA 通过改变内部连线来编程。 7.2.2 PLD 的基本构成及逻辑表示法 1．PLD 的基本结构 PLD 的基本结构主体是“与阵列”与“或阵列” 。 输 入 电 路 输入项 与 门 阵 列 与项 或 门 阵 列 或项 输 出 电 路 … … 输 入 输 出 2．PLD 使用的连线方式 “· ”固定连接，用户不能改变其连接方式； “ ×”自定义编程点，可用编程的方式使其为 1 或 0； “交叉不连接”断开，不可连接。 3．PLD PLD 中逻辑门表示方法 A B C D A 1 A A (a) 缓冲器画法 × A B C D & (b) 与门画法 Y=A· C· D × ≥1 Y=A+B+C (c) 或门画法 4.PLD 的分类与编程特点 3 分类 与阵列 或阵列 输出电路 PROM 固定 可编程 固定 PLA 可编程 可编程 固定 PAL 可编程 固定 固定 GAL 可编程 固定 可组态 四、本章小结 1．半导体存储器是现代数字系统尤其是计算机中的重要组成部分，有只读存储器(ROM)和随机 存取存储器(RAM)两大类。存储器的存储容量用存储的二进制数的字数与每个字的位数的乘积来表 示。存储器容量的扩展有位数的扩展和字数的扩展两种方式，通过扩展位数和字数，可以组成大容 量的存储器。 2．ROM 是一种非易失性的存储器。由于信息写入方式的不同，ROM 可分为 MROM、PROM、EPROM、 EEPROM。 3．RAM 是一种时序逻辑电路，具有记忆功能。RAM 内存储的信息会因断电而消失，因而是一种 易失性的存储器。RAM 有 SRAM 和 DRAM 两种类型，SRAM 用触发器记忆数据，DRAM 靠 MOS 管栅极电容 存储信息。因此，在不停电的情况下，SRAM 的信息可以长久保持，而 DRAM 则必须定期刷新。 4．PLD 是近期发展起来的新型大规模数字集成电路。PLD 的最大特点是用户可以通过编程来设 定其逻辑功能，因而 PLD 比通用的集成电路具有更大的灵活性，特别适合于新产品的开发。目前已 开发出来的 PLD 器件及其开发系统种类很多，结构及性能各异。系统开发时，要根据所设计的目标 选择合适的 PLD 器件及适当的开发系统来完成 PLD 的设计工作。 五、本章作业：3、6、8 4