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概 述
一、半导体存储器的分类
1、按存取方式分为只读存储器和随机存取存储器。 只读存储器ROM （ Read Only Memory） 在正常工作状态下，只能从存储器中读取数据，不能快 速地随时修改或重新写入数据。 数据具有非易失性，断电后数据不会丢失。 随机存取存储器RAM （Random Access Memory） 在正常工作状态下，可以随时向存储器写入或读出数据。 数据具有易失性，断电后数据会丢失。 2、按制造工艺分为TTL型和CMOS型。
只有当Xi=1，Yj=1时，触发器才与数据线接通，才能进行读/写操作。
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概 述
例：一个容量为256×4的RAM存储器，共有1024个 存储单元，这些单元可以排成32×32的矩阵形式。
内存条
优盘
手机、数码相机用的存储卡等
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概 述
按照集成度划分，半导体存储器属于大规模的集成电路. 对存储器的操作通常分为两类： 写——即把信息存入存储器的过程。 读——即从存储器中取出信息的过程。 衡量存储器性能的主要指标是：“存储容量”和“存取速度”。 存储容量—存储器能存放二值信息的多少。单位是位或 比特（bit）。1K=210=1024，1M=210K=220。 存取速度—存储器读出（或写入）数据的时间。一般用 读（或写）周期来表示。
0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1
0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0
1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0
1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0
10000 10001 10010 10011 10100 10101 10110 10111 11000 11001 11010 11011 11100 11101 11110 11111
第七章 半导体存储器
§7. 1 概述 §7. 2 只读存储器 ( ROM ) §7. 3 读写存储器 ( RAM )
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§7. 1 概 述
半导体存储器是用来存储大量二值数据的半导体器件， 是电子计算机和许多现代数字系统中不可缺少的部分。
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输出控 制电路
数据输入/输出 只读存储器的基本结构
如：1位、4位、8位（ 1字节（Byte） ）、16位。 字数
×
字长
如：容量为32k×8位
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概 述
u存储单元：存储器最基本的存储细胞。 如：静态RAM的存储单元：
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A1 A0
A1 A0 W0 W1 W2 W3
地址译码器由4个二极管与门组成。 2位地址线——4个地址代码， 由译码器将这些代码译成 W0~W3 4根线上的高电平信号。 存储矩阵由4个二极管或门组成。 各个地址对应的存储内容：
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例：P383 7.1.5
利用ROM构成任意波形发生器如图：改变ROM的内容，即可改变 波形。当ROM的内容如表所示时，画出输出端随CP变化的波形。
V0 = − R f × V REF (
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D0 2 D1 4 D 2 8 D3 + + + ) R R R R
T1——T4构成基本RS,用 于存放一位二进制数。 T1——T6存储单元。 T5、T6为这个存储单元的控制门，由行 选择线Xi控制： Xi=1，T5、T6通，触发器与位线接通； Xi=0，T5、T6止，触发器与位线断开。
T7T8为一列存储单元的控制门，由列选择线Yj控制： Yj=1，T7、T8通，数据线与位线通； Yj=0，T7、T8止，数据线与位线断开。
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概 述
2、地址译码器 存储器以字为单位进行数据的存取（读/写操作）。 为区别各个不同的字，给每个字赋予不同的地址代码， 在进行读/写操作时，可以按照地址来选择要访问的字单元。 地址译码器就用来实现地址的选择——“寻址”。 地址译码器的输入——地址线。 地址译码器的输出——字线， 每条字线控制存储矩阵中的一个字。 ①单译码方式： n条地址线 2n条字线 为2n个字提供地址 存储器的字数最多为2n个
C
I3 I2 I1 I0
A4 A3 A2 A1 A0 CE OE
D3 D2 D1 D0
O3 O2 O1 O0
实现方法：将输入看作地 址，输出作为存储内容，将 内容按地址写入ROM即可。
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00010 00011 00100 00101 00110 00111 01000 01001 01010 01011 01100 01101 01110 01111
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§7.2 只读存储器ROM
只读存储器属于组合逻辑电路。 固定ROM （掩膜ROM） ROM PROM 生产厂家，利用掩模技术，把数据 写入，固定不变，用户无法更改。 出厂时，存储的内容全部为1（或 0），用户可以根据自己的需要， 利用通用或专用的编程器将某些单 元改写为0（或1） 。 熔丝结构，用户可一次性编程。 数据由用户编程写入， 可以多次擦除改写。
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1、存储矩阵
概 述
地 址 输 入 地 址 译 码 器 控制信 号输入 存储 矩阵
存储矩阵由许多存储单元构成， 每个存储单元存放1位二值数据， 存储单元通常排列成矩阵形式。 u字、字长和存储容量的概念： 存储器以字为单位组织内部结构， 1个字包含1个或若干个存储单元， 1个字中所含的位数（存储单元个数） 称为“字长”。 存储器的容量
0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1
0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0
0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1
0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0
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采用双译码结构的优点：可以大大减少 译码输出线的条数；使译码电路的规模 小、结构简单。 Am 译 码 器 储 矩 阵
例如：存储器容量为1k×1位 所需的地址线数是：10 单译码的译码（10/210）输出线有：210 双译码的译码（5/32）输出线有： 2×25
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每四列连在相同的列选择线上，为 一个字列；每字列可存32个字。 每行有32个存储单 元，可存8个字。
有32根行选择线 X0——X31，8根 列选择线Y0—— Y7，他们受控于 地址译码器。
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A1A0 00 01 10 11
高电平 W 0 字线
W1 W2
W3
D3D2D1D0 0101 1011 0100 1110
存 储 矩 阵
归纳： 字线和位线的交叉点为一个存 储单元，交叉点的数目就是存 储单元的数目； 每一条字线控制一个字单元。 交叉点接有二极管相当于存1； 交叉点没有二极管相当于存0；
可编程 ROM EPROM E2PROM
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
闪烁存储器
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一、固定ROM
VCC 地 址 译 码 器 字线 输出缓冲器 D3 D2 D1 D0 EN 位线
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列地址译码器 Am+1 An-1
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概 述
3、输入输出控制电路 用于对电路的工作状态进行控制。 控制信号一般包括片选信号和读/写控制信号： 片选信号有效，芯片被选中，可进行读/写操作。 读/写控制信号决定芯片是进行读操作还是写操作。 存储矩阵与输出电路的连线称为位线。 存储器数据线的数目等于存储器的字长。 4096×8位存储器的数据线数为： 8
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只读存储器ROM
三、ROM简单应用：
ROM主要用于： （1）存储固定的专用程序和数据； （2）用来实现任意的组合逻辑电路。（如码制变换电路、查表电路） 实现方法： 将输入看作地址，输出作为存储内容，将内容按地址写入ROM即可。
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只读存储器ROM
例：ROM真值表已知，说明电路的功能 ROM真值表： A2 0 0 0 0 1 1 1 1 A1 0 0 1 1 0 0 1 1 A0 0 1 0 1 0 1 0 1 D0 D1 D2 D3 D4 D5 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1