7.1 只读存储器 7.1 .1 ROM的 定义与基本结构
7.1.2 两维译码
7.1.3 可编程ROM 7.1.4 集成电路ROM 7.1.5 ROM的读操作与时序图 7.1.6 ROM的应用举例
7.1 只读存储器
SRAM (Static RAM)：静态RAM
(Random-Access Memory)
X31
32 ×8 =256 个存储单元
···
若容量为256×4 的存储器，有256个字，8根地址线A7-A0， 但其数据线有4根，每字4位。
32根行地 址选择线
Y0 A4 A3 A2 A1 A0 行 地 址 译 码 器 X0 X1
· · ·
A5
A6
A7
8根列地 址选择线
Y7
列 地 址 译 码 器
Y1
若给出地址 A7× -A =001 00001，将选中哪个存储单元读/写？ 例如：容量为 256 10的存储器
A5 A6 A7
32根行地址 选择线
Y0 A4 A3 A2 A1 A0 行 地 址 译 码 器 X0 X1
· · ·
列 地 址 译 码 器
Y1
··· ··· ···
Y7
8根列地址 选择线
存储单元
T1-T6构成一个存 存储 储单元。T3、T4为负 单元 载，T1、T2为基本RS 触发器。
位 线 B
B
位 线
T5
T1
基本RS触发器
数 据 线 D T7 Yj (列选择线) T8
数 据 D 线
•Xi =0，T5、T6截 止，触发器与位 线隔离。
五、快闪存储器 Flash Memory
与EPROM的区别是: 1.闪速存储器存储 单元MOS管的源极N+区大 于漏极N+区，而SIMOS (N 沟道叠栅管)管的源极N+ 区和漏极N+区是对称的； 2. 浮栅到P型衬底 间的氧化绝缘层比SIMOS 管的更薄。
7.1.4 集成电路ROM
VCC GND VPP X 译码 A16 ～A0 Y 译码 OE CE PGM 控制逻辑 Y 选通 输出缓冲器
列地址译码器
A7
M=256x4
Y0 A4 A3 A2 A1 A0
行 地 址 译 码 器 X0 X1 · · · X31
Y1
··· ··· ···
Y7
···
7.1 .1 ROM的 定义与基本结构
只读存储器，工作时内容只能读出，不能随时写入，所 以称为只读存储器。(Read-Only Memory) ROM的分类
M=44
R
位线
Y0
R
R
R
存储 矩阵
地址译码器 A
A1
0
A1 A0
Y1
Y2 2 线 -4 线 译码器 Y3
字线
输出控制电路
OE D3 D2 D1 D0
当OE=0时
+5V
地 址
内 容
Y0
A1 A0
R
R
R
R
A1 A0 D3 D2 D1 D0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 •字线与位线的交点都是一个
0000 0001
0
0 0 0
0010
0011 0100 0101
0011
0010 0110 0111
1
1 1 1
0010
0011 0100 0101
0011
0010 0111 0110
0
0 0 0 0 0 0 0 0
0110
0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110
地 址 输 入
译 码 器
存储矩阵
控制信号输入 ( CS 、R/W)
读/写控制电路
图 8.1.4
数据输入/输出
（1）地址译码器
n 条地址线。若n=10，则有1024条地址线 --n 位地址构成 2 单译码 译码 方式 双译码 --- 将地址分成两部分，分别由行译码器和列译码器共同译码
其输出为存储矩阵的行列选择线，由它们共同确定欲选择 的地址单元。
O3O2O1O0 二进制码
0000 0001 0011 0010 0111
0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0101
0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111
0111
0101 0100 1100 1101 1111 1110 1010 1011 1001 1000
字长（位数）的扩展 字数的扩展
*8.1.3 RAM举例
7.2.1 RAM的结构与工作原理
1. RAM的基本结构
读 /写控制电路完成对选中的存储单元进行读出或写入数据 地址译码器的作用是对外部输入的地址码进行译码，以便 存储矩阵用于存放二进制数，一个单元放一位，排列成 的操作。把信息存入存储器的过程称为“写入”操作。反之， 唯一地选择存储矩阵中的一个存储单元。 矩阵形式。 从存储器中取出信息的过程称为“读出”操作。
C (A4)
0 0
O3O2O1O0=ຫໍສະໝຸດ 3D2D1D0C (A4)
1 1
I3 I2 I1 I0 (A3A2A1A0) 二进制码
0000 0001
O3O2O1O0 (D3D2D1D0) 格雷码
0000 0001
I3 I2 I1 I0 (A3A2A1A0) 格雷码
0000 0001
O3O2O1O0 (D3D2D1D0) 二进制码
SIMOS管利用浮栅是 否累积有负电荷来存 储二值数据。
写入数据前，浮栅不 带电荷，要想使其带 负电荷，需在漏、栅 级上加足够高的电压 25V即可。 若想擦除，可用紫外线或X射线，距管子2厘米处照 射15-20分钟。
7.1.3 可编程ROM（256X1位EPROM）
256个存储单元排成1616的矩阵 行译码器从16行中选出要 读的一行 列译码器再从选中的一行存
断电后信息不会丢失，常用于存放固定信息（如程序、常数等）。
几个基本概念： 字长（位数）：表示一个信息的多位二进制码称为一个字， 字的位数称为字长。 字数：字的总量。 字数=2n （n为存储器外部地址线的线数） 地址：每个字的编号。 存储容量（M)＝字数×位数 存储容量（M)：存储二值信息的总量。
A5 A6
7. 存储器、复杂可编程逻辑器 和现场可编程门阵列
7.1 只读存储器 7.2 随机存取存储器 7.3 复杂可编程逻辑器件 *7.4 现场可编程门阵列 *7.5 用EDA技术和可编程器件的设计 例题
教学基本要求：
• 掌握半导体存储器字、位、存储容量、地址等基本 概念。 • 掌握RAM、ROM的工作原理、容量扩展及典型应 用。
RAM
DRAM (Dynamic RAM)：动态RAM 存储器 固定ROM ROM PROM (Read-Only Memory) EPROM 可编程ROM E2PROM RAM(随机存取存储器): 在运行状态可以随时进行读或写操作。
存储的数据必须有电源供电才能保存, 一旦掉电, 数据全部丢失。 ROM(只读存储器)：在正常工作状态只能读出信息。
1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
0101
0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111
0110
0100 0101 1111 1110 1100 1101 1000 1001 1011 1010
C=A4
I3 I2 I1 I0=A3A2A1A0
A1 A0
2 线- 4 线
Y1 Y2
译码器 Y3
存储单元。交点处有二极管
相当存1，无二极管相当存0
OE D3 D2 D1 D0
当OE=1时输出为高阻状态
7.1.2 两维译码 字线
R R +VD
D

R
存储 R 矩阵
•字线与位线的 交点都是一个 存储单元。
A7 A6 A5 A4
4 A3 线 | 16 A1 线 A0 译 码 器 A2
AT27C010，
存储阵列
D7 ～D0
128K´8位ROM
工作模式 读 输出无效 等待 快速编程
CE
OE
PGM
0 X 1 0
0 1 X 1
X X X 0
A16 ~ A0 Ai X Ai Ai
VPP X X X VPP
D7 ~ D0 数据输出 高阻 高阻 数据输入
编程校验
0
0
1
Ai
VPP
数据输出
7.1.5 ROM的读操作与时序图
Y0 Y1 Y14 Y15 I14 Y D0 I15
位线
•交点处有 MOS管相当存 0，无MOS管 相当存1。 该存储器的容量=?
A3 A2 A1 A0
S3 S2 S1 S0
I0
I1
16 线-1 线数据选择器
二、可编程ROM（PROM）
有一种可编程序的 ROM ，在出厂时全部 存储 “1”，用户可根据需要将某些单元改写为 “0”,但是，只能改写一次，称为 PROM。
··· ··· ···
1024个 存储单 元
存储单元
X31
···
若给出地址A7-A0 = 000 11111，哪个单元的内容可读/写？
（2） 存储矩阵
• 静态 RAM存储单元（ SRAM）--以六管静态存储单元为例 控制该单元与位线 来自行地址译
码器的输出
的通断
Xi (行选择线)
VDD T3 VGG T4 T2 T6
用ROM实现二进制码与格雷码相互转换的电路