中北大学电子信息工程系
第六章 大规模集成电路(LSI integrated circuit)
数
三、 LSI的分类
从应用的角 度分 通用型：如存储器、微处理器、单片机 专用型：如手机芯片、电视机芯片 PLD 从逻辑功能分 存储器 CPU 单片机
字
电
子
技 术
从制造工艺分
双极型
单极型 中北大学电子信息工程系
子
技 术
•体积大 •重量大 •功耗高
• 成本高
•可靠性差
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二、LSI的现状和前景
数
字
电
目前，在单块硅片上集成十万个元件、器件的大规模集 成电路已广泛应用到各种电子仪器和设备中。集成电路一进 入超大规模和甚大规模阶段，如实验室用到的lattics公司的 Flex10K10系列，等效门数为10000门，另外还有Flex10K100 系列，等效门数为100000门。 近年来，随着电子设计自动化技术的发展，以及可编程 逻辑器件的广泛应用，使电子电路设计方法和手段都得到了 不断的改进和创新，也为大规模集成电路的应用开辟了新的 途径。可以预见，大规模集成电路必将越来越广泛地应用于 通信技术、计算机技术、自动控制技术等领域中，PLD的原 理和应用是每个电子工程师必备的一门技术。大规模集成电 路的制造技术和应用技术都得到了飞速发展，主要表现在以 下几个方面。 中北大学电子信息工程系
第六章 大规模集成电路(LSI integrated circuit)
四、 本章主要内容
数 1、存储器：掌握静态RAM的存储原理、 使用方法 掌握各种ROM的工作原理、使用方法。
字
电
子
技 术
2、掌握简单PLD的结构和编程原理，为以后 学习复杂可编程逻辑器件打下基础。
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数 电
子
地址的选择是借助于地址译码器实现的。容量小 技 的可以只用一个译码器，容量大的通常采用双译码 结构，即将输入地址分为两部分，分别由行译码器 术 和列译码器进行译码。行列译码器的输出即为存储 矩阵的字线和位线，由它们共同确定欲选择的存储 单元。
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6.2 存储器（ memory ）
数
字
电
存储 器的 分类
RAM
双极型
单极型
静态 动态
子
技 术
ROM
ROM PROM EPROM
E2PROM
闪速存储器 中北大学电子信息工程系
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数
6.2.1 读写存储器RAM（Random Access Memory）
5 、了解 CPLD 、 FPGA 、 ISP-PLD 等可编程逻辑器件 的结构和编程原理；
6、了解可编程逻辑器件的开发技术。
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数
6.1 概述（summary）
字 一、用SSI和MSI构成数字系统存在的问题
电
（ 0，0）（ 0，1）（ 0，2）（ 0，3）……（ 0，63）（ 0，64 ）
（ 2，0）（ 2，1）（ 2，2）（ 2，3）……（ 2，63）（ 2，64 ）
子
技 术
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数
（1）密度越来越高 单片密度已达十万、几十万、甚至几百万门，已进入超 大规模和甚大规模阶段。 （2）用户可编程且拥有多种编程技术
字
电
子
技 术
如isp、icr。
（3）设计工具不断完善 现有的设计自动化软件即支持功能完善硬件描述语言 如VHDL、Verilog等作为文本输入，又支持逻辑电路图、 工作波形图等作为图形输入。
数
例如：1024*1的存储器，可以排列成32*32的矩阵。
字
电Leabharlann A0A1 A2 A3 A4
行 译 码 器
X0 （ 0，0）（ 0，1）（ 0，2）……（0，30）（ 0，31 ） X1（ 2，0）（ 2，1）（ 2，2）……（2，30）（ 2，31 ） X2 （ 1，0）（ 1，1）（ 1，2）……（1，30）（ 1，31） X30 （30，0）（30，1）（30，2）……（30，30）（30，31 ） X31（31，0）（31，1）（3，2）……（31，30）（31，31 ）
数
1、RAM的结构
存储矩阵 地址译码器
字
电
片选及读写控制电路
子
技 术
（1）存储矩阵
每个存储单元能存放一位二值信息。存储器的容量是指 存储单元的数目。
存储容量=存储单元的数目=行数*列数=字数*位数
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（2）地址译码 一个RAM由若干字和位组成。 通常信息的读出和写入是以字为单位进行的。为了 字 区分不同的字，将存放同一个字的各个存储单元编 为一组，并赋予一个号码，称为地址。
可读可写 特点： 读写方便 所存储信息会因断电而丢失 常用来放一些采样值、运算的中间 结果，数据暂存、缓冲和标志位等。
字
电
子
技 术
用途：
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数
字
电
子
技 术
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子
技 术
列
Y0
Y1
译
A6
Y2
码
Y30
器
Y31
A5
A7 A8
A9
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数
例如：1024*2的存储器，可以排列成32*64的矩阵。
X0
字 A 0
电 A1 A2 A3 A4
行 译 码 器
X1 （ 1，0）（ 1，1）（ 1，2）（ 1，3）……（ 1，63）（ 1，64） X2
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基本要求
数
字
电
]、掌握RAM的电路结构、工作原理，了解静态 RAM和动态RAM的存储原理、使用方法: 2、掌握各种ROM的工作原理和使用方法; 3、掌握简单PLD的结构、编程原理；
子
技 术
4、掌握PAL、 GAL的结构、工作原理；