A9 A8
Y0 2/4 Y1 Y2 Y3
CS 256×4 CS I/O CS 256×4 CS 256×4 I/O
…
A0-A7
8
256×4
4
I/O
8
I/O
4
高四位
4
4
低四位
介绍 RAM MCM6264
该芯片是摩托罗拉公司生产的静态RAM，28脚双列直插封装。
A2 VCC A3 A4 A5 A7 A8 A9 A11 DQ0 VSS
8K×8 功能框图
2. 字数的扩展
例2 将8K×8位的RAM扩展为32K×8位的RAM
图 8.1.10
74139 有效输 出端
D7D0 CS R/W 8K8 位
13
8
芯 片
A14A13
A12A0
(I)
8
D7D0 CS R/W
I
II III
Y0
Y1 Y2
00
01 10
A1 A0 EN
Y0 Y1
第七章 存储器、CPLD
学习完本章后，应该能做到：
1、阐明ROM 、 RAM的结构特点及其工作原理。 2、简述PROM、EPROM、EEPROM等概念。 3、简述SRAM、DRAM、地址、位、字等概念。 4、阐述位扩展、字扩展的方法，并熟练运用。 5、简述半导体存储器的应用。
第七章 存储器、CPLD
例1 用4K×4位的RAM扩展为4K×16位的RAM
A11 ┇ A0 ┇ ┇
CS
R/W
R/W
· · ·
A0 · A11 · · 4K×4位（1） CS
I/O2 I/O3
· · ·
R/W CS
A0 · A11 · ·
I/O2 I/O3
4K×4位（4）
I/O0 I/O1
I/O0 I/O1
D0
D1
D2
D3
7.2 随机存取存储器( RAM )
• 随机存储器又称读写存储器
• 特点：在工作过程中，既可从存储器的任意单元 读出信息，又可以把外界信息写入任意单元，因 此它被称为随机存储器。 • 分类: 按功能分 静态SRAM 、动态DRAM两类； 按所用器件分 双极型、 MOS型两种。
RAM的基本结构
地 址 码 输 入 片选 读/写控制 输入/输出
当CS=0时，选中该单元. 若R/W=1，三态门1、2 关, 3开，数据通过门3传到 I/O口，进行读操作；
CS
若R/W=0，门1、2开， 门3关，数据将从I/O口通过 门1、2，向T7、T8写入，进 行写操作。
• 当Xi和Yi中有一消失，该单元与数据线联系被切断，由于互锁作 用，信息将被保存。
RAM存储容量的扩展 1. 位数 （字长）的扩展
地址 译码器
存储 0011 矩阵
1100
Y3
位线 EN
D3 D2 D1 D0
输出缓 冲器
三极管ROM和NMOS管ROM
+VDD
00 Y0 A1 A0 A1 A0 Y1 01 +5V
地址 译码器
Y2
10
Y3
11
EN D3 D2 D1 D0
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。
T7
T8 数 据 D 线
•Yj =1，T7 、T8 均导通，触发器 的输出与数据线 接通，该单元数 据可传送。
Yj (列选择线)
来自列地址译 码器的输出
（3）片选信号与读/写控制电路
• 当CS=1时，三态门均 为高阻态，I/O口与RAM内 部隔离。 •
R/ W
D Yi I/O
1
Yi
D T8
T7
2 & 4 3 & 5
D12 D13
D14
D15
2. 字数的扩展
字数的扩展可利用外加译码器控制存储器芯片的片选输入 端CS来实现。 假设某芯片的存储容量为： 8K ×8 （即8192字×8位）。 即该芯片 地址线共有： 13 根（ A12~A0 ） 数据线共有： 8根（D7~D0）
CS
R/ W
D7D0
8
8K8 位
13 A12A0
1 2 3 4 5 6 7 8 9
18 17 16 15 14 13 12 11 10
VCC A7 A8 A9 D0 D1 D2 D3 R/W
RAM 2114 管脚图
RAM2114共有10根地址线，4根数据线。 故其容量为：1024字×4位（又称为1K ×4）
D1
a b c d e f g
D2 D3 D4 D5 D6 D7
1001 地址单元的 内容对应七段数 码9
ROM
…
…
ROM
m9
CS OE
这些单元不用
例 2 用ROM实现逻辑函数。
A1 A0
2/4 线 译 码 器
m0 m1 m2 m3
D0 D1 D2 D3
D0 A1 A0 A1 A0 A1 A0 D1 A1 A0 D2 A1 A0 D3 A1 A0 A1 A0
码器的输出
的通断
Xi (行选择线)
VDD VGG T3 T4 T6 T1 T2 T5
存储 单元
位 线
B
基本RS触发器
数 据 线 T7 T8
位 线 B
T1-T6构成一 个存储单元。T3、 T4为负载，T1、 T2为基本RS触发 器。 •Xi =0，T5、T6 截止，触发器与 位线隔离。
D
Yj (列选择线)
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
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
• 210=1024=1K（字位）， • 220=1048576=1024K=1M（字位） • 例：微型计算机中常用的2114型静态RAM的容量为 1K×4 。 • 4116型动态RAM的容量为16K×1 。 • 2716型EPROM的容量为2K×8 。
半导体存储器的主要性能指标
存储速度：通常用存取周期来描述。存取周期是 指从存储器开始存取第一个字到能够存取第二 个字为止所需的时间。
概述 7.1 只读存储器 7.2 随机存取存储器 7.3 可编程逻辑器件
概 述
存储器是一种能存储大量二值信息的半导体器件。
• 由于要求存储的数据量往往很大，因而不可能将每个存储单 元电路的输入和输出端象寄存器那样固定地引出。半导体存 储器采用了按地址存放数据的方法，只有那些被输入地址代 码指定的存储单元才能与输入/输出端接通，进行数据的读出 和写入。
固定ROM主要由地址译码器、存储单元矩阵和 输出缓冲器三部分组成。
字线
地 址 输 入
容量=字线×位线
地 址 译 码 器
存储矩阵
位线
控制信号输入
三态缓冲器
数据输出
二极管ROM—以4×4为例
译码器
任何时刻只有一根字线为高电平。
字线
00 Y0
存储 单元
1011
A1 A0
A1 A0 Y1 01
1110
Y2 10 11
地 址 译 码 器
存储矩阵
读/写
控制器
（1）地址译码器
译码 方式
单译码 ---n位地址构成 2n 条地址线。若n=10，则有1024条地址线 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。
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
13
8K8 位 A12A0(II) D7D0 CS R/W
13
74139 Y2
Y3
8
8K8 位 A12A0(III)
IV
Y3
11
A14 A13 A12A0
R/W
13
13
CS D7D0 R/W
8K8 位 A12A0 (IV)
8
8 D7D0
3. 字数、位数同时扩展
例3 用256×4的RAM扩展为1K×8位的RAM
a b c d e f g e f
a b g c
d
0000 地址单元的内容对应七段数码 0
A B C D
A0 A1 A2 A3
m0 1 1 1 1 1 1 0 m1 0 1 1 0 0 0 0 m2 1 1 0 1 1 0 1
1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0
字线
若将熔丝烧断，该 单元则变成“0”。显 然，一旦烧断后不能 再恢复。
位 线
熔 断 丝
ROM的简单应用
（1） 用于存储固定的数据、表格
（2） 码制变换
（3） 用户程序的存贮
（4） 构成组合逻辑电路
例 1 用ROM实现十进制译码显示电路。
D C B A