2019/8/20
河北工程大学 信电学11院
11
数字电子技术
3. RAM的操作与定时
读操作过程及时序图
tRC
读周期
ADD(地址) CS
I/O
地址存取时间
读出单元的地址
tACS
片选最小时间
tAA
输出数据
①欲读取单元的地址加到存储器的地址输入端；
②加入有效的片选信号CS； ③在R/W线上加高电平，经过一段延时后，所选择单元的内容出现在I/O端；
…
OI00
I/ O
1024×1(0)
AA01 A0A1 …A9R/WCS . .
A9
R /01W 0CS
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IO1 1
I/ O
1024×1(1) …
IO77 D0D7
I/ O
1024×1(7)
A0A1…A9 R/WCS
A0A1…A9 R/WCS
河北工程大学 信电学14院
14
数字电子技术
6
数字电子技术
2、RAM 的结构
地 址 码 输 入 片CS选 读R/写/ 控W制 输I入//输O 出
2019/8/20
… …
地
址
译
存储矩阵
码
器
读/写 控制器
河北工程大学 信电学7院
7
数字电子技术
（1） 存储矩阵
256(字)×4(位)RAM存储矩阵
256×4=1024=2 10 =1K个基本存
A5
PROM 内容可由用户编好后写入，一经写入不能更改 紫外光擦除（约二十分钟）
数字电子技术
第8章
半导体存储器和 可编程逻辑器件
2019/8/20
河北工程大学 信电学1院
1
数字电子技术
一、概述
半导体存储器是一种能存储大量二值数字信息的大规
模集成电路，是现代数字系统特别是计算机中的重要组成
部分。
按存取方式来分： ROM
固定ROM（又称掩膜ROM） PROM
EPROM
半导体存储器
D
（数据线I/O）
河北工程大学 信电学5院
2019/8/20
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数字电子技术
Xi
（行选择线）
“写”
T1
三
位 线
C
管 写入
动 刷新
态 存 储
控制 电路
单
≥1 G3
G1 ＆
＆ G2
元
R/W
（读写控制端） T4
T2 T3 VCCRFra bibliotek存储 单元
“读” 位 线
T5
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（数据D输I入） （列选Y择i 线河）（北工数程据大D输学o 信出电）学6院
RAM 按所用器件又可分为双极型和 MOS型两种。
2019/8/20
河北工程大学 信电学4院
4
数字电子技术 8.1.1 RAM的电路结构与工作原理
1. RAM存储单元
Xi
（行选择线）
六
T3
管
位
静 态
线 B
T5 T1
存
储
单
元
T7
VDD
VGG
T4
T2 T6
存储 单元
位 线 B
T8
D
（数据线I/O）
（列选Yi择线）
河北工程大学 信电学9院
9
数字电子技术
[例] 1024 1 存储器矩阵
2019/8/20
10 根地址线 — 2n (1024)个地址
25 (32) 根行选择线 25 (32)根列选择线
1024 个字排列成 — 32 32 矩阵
当 X0 = 1，Y0 = 1时， 对 0-0 单元读(写) 当X31 = 1，Y31= 1时， 对 31-31 单元读(写)
可编程ROM
E2PROM 快闪存储器
2019/8/20
SRAM
RAM DRAM
河北工程大学 信电学2院
2
数字电子技术 按制造工艺来分： 半导体存储器
双极型
对存储器的操作通常分为两类：
MOS型
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。
两个重要技术指标： 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。
(二) 字扩展
2019/8/20
河北工程大学 信电学15院
15
数字电子技术
8.2 只读存储器（ROM）
掩模 ROM
分类 可编程 ROM（PROM — Programmable ROM）
可擦除可编程 ROM（EPROM — Erasable PROM）
说明:
掩模 ROM 生产过程中在掩模板控制下写入，内容固定， 不能更改
④在R/W线上加低电平，进入写工作状态；
⑤让片选信号CS无效， I/O端呈高阻状态，本次写入结束。
河北工程大学 信电学13院
2019/8/20
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数字电子技术
8.1.2 RAM 容量的扩展 (一) 位扩展 地址线、读/写控制线、片选线并联 输入/ 输出线分开使用
如：用 8 片 1024 1 位 RAM 扩展为 1024 8 位 RAM
8线 — 256线 D13D02D11D00
缺点: n 位地址输入的
译码器,需要 2n 条 输出线。
2019/8/20
二元地址译码
A1 0 AA0...12
X0 行 X1 译
码
A03 器 X15
4线 —16线
Dout
Y0Y1… Y15 列译码器
1A4 0A5…A6 A0 7
8 位地址输入的 地址译码器,只有 32 条输出线。
④让片选信号CS无效， I/O端呈高阻状态，本次读河出北结工束程。大学 信电学12院
2019/8/20
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数字电子技术
写操作过程及时序图
tWC
ADD
写入单元的地址
CS
R/W I/O
tWP
tAS
tWR
写入数据
tDW
tDH
①欲读取单元的地址加到存储器的地址输入端；
②加入有效的片选信号CS；
③将待写入的数据加到I/O端；
存储时间—存储器读出（或写入）数据的时间。一般用 读（或写）周期来表示。
2019/8/20
河北工程大学 信电学3院
3
数字电子技术
8.1 随机存取存储器(RAM)
读写存储器又称随机存储器。 读写存储器的特点是：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，简称 RAM 。 RAM 按功能可分为 静态、动态两类；
河北工程大学 信电学10院
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数字电子技术 （3）输入输出控制电路
I/O
G1 D G2
D
G4 R/W &
G3
&
CS
G5
在CS=0时： 当R/W=0时G1和G2打开， G3处于高阻状态，写入 数据；当R/W=1时G3打开，G1和G2处于高阻状态，读出数据。
在CS=1时： G1、G2和 G3处于高阻状态，不工作。
A6
A7
储单元
8列
32行
A4
X0
A3
行 X1 地
A2
址 译
A1 码
A0
器 X31
列地址译码器
Y0
Y1
Y7
基本单元
字单元
2019/8/20
河北工程大学 信电学8院
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… … … …
数字电子技术 （2）地址译码
一元地址译码
AA10...01
W0 译 W1 码
0011 1010
A0 7
器 W256 0 1 1 1