只讀存儲(chǔ)器(ROM)

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1、3.6 只讀存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器（ROM）分類分類掩模掩模 ROM可編程可編程 ROM（PROM Programmable ROM）可擦除可編程可擦除可編程 ROM（EPROM Erasable PROM）說明說明:掩模掩模 ROMPROM生產(chǎn)過程中在掩模板控制下寫入，內(nèi)容固定，生產(chǎn)過程中在掩模板控制下寫入，內(nèi)容固定，不能更改不能更改內(nèi)容可由用戶編好后寫入，一經(jīng)寫入不能更改內(nèi)容可由用戶編好后寫入，一經(jīng)寫入不能更改紫外光擦除（約二十分鐘）紫外光擦除（約二十分鐘）EPROM存儲(chǔ)數(shù)據(jù)可以更改，但改寫麻煩，工作時(shí)只讀存儲(chǔ)數(shù)據(jù)可以更改，但改寫麻煩，工作時(shí)只讀EEPROM 或或 E2PROM電擦除（幾十毫秒）

2、電擦除（幾十毫秒）1 1、固定、固定ROM(ROM(掩膜掩膜ROM):ROM):用戶專用用戶專用ROM,ROM,用戶將程序代碼交給用戶將程序代碼交給ICIC生產(chǎn)商，生產(chǎn)商生產(chǎn)商，生產(chǎn)商在芯片制造過程中將用戶程序代碼固化在在芯片制造過程中將用戶程序代碼固化在ICIC的的ROMROM中，用戶中，用戶在使用過程只能讀出不能寫入在使用過程只能讀出不能寫入。2 2、可編程、可編程ROM(PROM)ROM(PROM)PROMPROM所存的數(shù)據(jù)，由用戶自己根據(jù)要求寫入。但是只所存的數(shù)據(jù)，由用戶自己根據(jù)要求寫入。但是只能寫一次，不允許第二次改寫。能寫一次，不允許第二次改寫。適合于小批量試產(chǎn)使用，有保密位，可以

3、加密。價(jià)格適合于小批量試產(chǎn)使用，有保密位，可以加密。價(jià)格較高。較高。適合于大批量生產(chǎn)使用，性價(jià)比高。適合于大批量生產(chǎn)使用，性價(jià)比高。3 3、可、可擦除擦除，可編程，可編程ROMROM（EPROM)EPROM)(程序調(diào)試期間使用）EPROM:EPROM:用紫外光可以擦除用紫外光可以擦除ROMROM中全部信息。擦除時(shí)間幾分鐘，然后中全部信息。擦除時(shí)間幾分鐘，然后用專用編程器進(jìn)行編程寫入。用專用編程器進(jìn)行編程寫入。EEPROM:EEPROM:電擦除電擦除ROMROM，直接在編程器上用電壓信號(hào)進(jìn)行擦除。重新寫，直接在編程器上用電壓信號(hào)進(jìn)行擦除。重新寫入和擦除同步進(jìn)行。擦除時(shí)間為入和擦除同步進(jìn)行。擦除時(shí)

4、間為20ms20ms。EAPROM:EAPROM:直接在系統(tǒng)中擦除和改寫，可以擦除全部?jī)?nèi)容，也可以只直接在系統(tǒng)中擦除和改寫，可以擦除全部?jī)?nèi)容，也可以只擦除部分字節(jié)。正常使用只能讀出不能寫入。擦除部分字節(jié)。正常使用只能讀出不能寫入。只讀存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器ROMROM中的數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)中的數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)5 52020年而不年而不丟失。失。ROMROM結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)譯譯碼碼驅(qū)驅(qū)動(dòng)動(dòng)MXNMXN矩陣矩陣字字X X位位讀出放大，讀出放大，選擇電路選擇電路A1A2AnW0W1WM-1B0B1BN-1字線字線位線位線由三部分組成：地址譯碼器地址譯碼器 存儲(chǔ)矩陣存儲(chǔ)矩陣 讀出放大，選擇電路讀出放大，選擇電路當(dāng)?shù)刂纷g碼器選

5、中某一個(gè)字線后，該字線的若干位同時(shí)讀出。2124096字XN位（N=8、16、32）地地址址碼碼輸輸入入 12位地址讀寫讀寫控制控制一、靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器（一、靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器（SRAMSRAM）SRAMSRAM的靜態(tài)存儲(chǔ)單元的靜態(tài)存儲(chǔ)單元 2.DRAM2.DRAM（動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)單元）的總體結(jié)構(gòu)（動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)單元）的總體結(jié)構(gòu) 一、掩膜只讀存儲(chǔ)器一、掩膜只讀存儲(chǔ)器 采用MOS工藝制作通用大規(guī)模集成電路ROM，工藝簡(jiǎn)單，集成度高，大批量生產(chǎn)，故成本低，售價(jià)低。二、可編程只讀存儲(chǔ)器（二、可編程只讀存儲(chǔ)器（PROMPROM）3.6.1 ROM 的結(jié)構(gòu)和工作原理的結(jié)構(gòu)和工作原理1.基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)一、一、ROM 的結(jié)

6、構(gòu)示意圖的結(jié)構(gòu)示意圖地址輸入地址輸入數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)輸出 n 位地址位地址 b b 位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)A0A1An-1D0D1Db-1D0D1Db-1A0A1An-12nb ROM最最高高位位最最低低位位2.內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)單元數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)輸出字字線線位線位線地址譯碼器地址譯碼器ROM 存儲(chǔ)容量存儲(chǔ)容量=字線數(shù)字線數(shù) 位線數(shù)位線數(shù)=2n b（位）位）地地址址輸輸入入0單元單元1單元單元i 單元單元2n-1單元單元D0D1Db-1A0A1An-1W0W1WiW2n-13.邏輯結(jié)構(gòu)示意圖邏輯結(jié)構(gòu)示意圖(1)中、大規(guī)模集成電路中邏輯圖簡(jiǎn)化畫法的約定中、大規(guī)模集成電路中邏輯圖簡(jiǎn)化畫法的約

7、定連上且為硬連接，不能通過編程改變連上且為硬連接，不能通過編程改變編程連接，可以通過編程將其斷開編程連接，可以通過編程將其斷開斷開斷開A BDCABDY&ABCY1與門與門或門或門 AY=AY=AAZ=AY=AAYA1A1YA1YZ緩沖器緩沖器同相輸出同相輸出反相輸出反相輸出互補(bǔ)輸出互補(bǔ)輸出(2)邏輯結(jié)構(gòu)示意圖邏輯結(jié)構(gòu)示意圖m0A0A1An-1m1mim2n-1譯譯碼碼器器Z0(D0)或門或門Z1(D1)或門或門Zb-1(Db-1)或門或門2n個(gè)與門構(gòu)成個(gè)與門構(gòu)成 n 位位二進(jìn)制譯碼器二進(jìn)制譯碼器,輸輸出出2n 個(gè)最小項(xiàng)。個(gè)最小項(xiàng)。.n個(gè)個(gè)輸輸入入變變量量b 個(gè)輸出函數(shù)個(gè)輸出函數(shù)或門陣列或門陣

8、列與門陣列與門陣列W0(m0)W2(m2)D 0=W0+W2=m0+m2二、二、ROM 的基本工作原理的基本工作原理1.電路組成電路組成二極管或門二極管或門二極管與門二極管與門W0(m0)+VCC1A111A01VccEND3END2END1END0D3 D2 D1 D0 W0(m0)W1(m1)W2(m2)W3(m3)與與門門陣陣列列(譯碼器譯碼器)或或門門陣陣列列(編碼器編碼器)位位線線字線字線輸出輸出緩沖緩沖2.工作原理工作原理輸出信號(hào)的邏輯表達(dá)式輸出信號(hào)的邏輯表達(dá)式1A111A01VccEND3END2END1END0D3 D2 D1 D0 W0(m0)W1(m1)W2(m2)W3(m

9、3)與與門門陣陣列列(譯碼器譯碼器)或或門門陣陣列列(編碼器編碼器)位位線線輸出輸出緩沖緩沖字線字線字字線：線：位線：位線：11輸輸出出緩緩沖沖VCCA1A0D1D3D2D0地地址址譯譯碼碼器器存存儲(chǔ)儲(chǔ)單單元元 地址譯碼器（字線字線）和存儲(chǔ)矩陣（位線位線）之間的關(guān)系。A1A0D3D2D1D00001010110101001111111100 01 10 01 11 10 01 10 00 01 11 11 11 11 11 10 00 00 01 11 1字字線線W W和和位位線線D D的的每每個(gè)個(gè)交交叉叉點(diǎn)點(diǎn)都都是是一一個(gè)個(gè)存存儲(chǔ)儲(chǔ)單單元元。交交叉叉點(diǎn)點(diǎn)接接二二極極管管時(shí)時(shí)相相當(dāng)當(dāng)于于存存1

10、 1，沒沒有有接接二二極極管管相相當(dāng)當(dāng)于于存存0 0。交交叉叉點(diǎn)點(diǎn)的的數(shù)數(shù)目目就就是是存存儲(chǔ)儲(chǔ)單單元數(shù)。元數(shù)。存儲(chǔ)容量字?jǐn)?shù)存儲(chǔ)容量字?jǐn)?shù)X位數(shù)位數(shù)4X4交叉點(diǎn)還可以接三極管、交叉點(diǎn)還可以接三極管、MOSMOS管等。管等。只有只有W W0 0為為1 1其余為字其余為字線為線為0 00 01 11 10輸出信號(hào)的真值表輸出信號(hào)的真值表0 00 11 01 10 1 0 1A1 A0D3 D2 D1 D01 0 1 00 1 1 11 1 1 03.功能說明功能說明(1)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器(2)函數(shù)發(fā)生器函數(shù)發(fā)生器地址地址存儲(chǔ)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)輸入變量輸入變量輸出函數(shù)輸出函數(shù)(3)譯碼編碼譯碼編碼字線字線編碼編碼

11、0 1 0 11 0 1 00 1 1 11 1 1 0A1 A00 00 11 01 1輸入輸入變量變量輸出輸出函數(shù)函數(shù)3.6.2 ROM 應(yīng)用舉例及容量擴(kuò)展應(yīng)用舉例及容量擴(kuò)展一、一、ROM 應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例用用 ROM 實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)以下邏輯函數(shù)以下邏輯函數(shù)例例 3.6.2Y1=m(2,3,4,5,8,9,14,15）Y2=m(6,7,10,11,14,15）Y3=m(0,3,6,9,12,15）Y4=m(7,11,13,14,15）A1B1C1D1m0m1m2m3m4m5m6m7m8m9m10m11m12m13m14m15Y2Y3Y4Y1譯譯碼碼器器編編碼碼器器二、二、ROM 容量擴(kuò)展容量擴(kuò)展

12、1.存儲(chǔ)容量存儲(chǔ)容量存儲(chǔ)器存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的能力，為存儲(chǔ)器含存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)器存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的能力，為存儲(chǔ)器含存儲(chǔ)單元的總位數(shù)。的總位數(shù)。存儲(chǔ)容量存儲(chǔ)容量 =字?jǐn)?shù)字?jǐn)?shù) 位數(shù)位數(shù)字字 word位位 bit1k 1:1024 個(gè)字個(gè)字 每個(gè)字每個(gè)字 1 位位 存儲(chǔ)容量存儲(chǔ)容量 1 k1k 4:1024 個(gè)字個(gè)字 每個(gè)字每個(gè)字 4 位位 存儲(chǔ)容量存儲(chǔ)容量 4 k256 8:256 個(gè)字個(gè)字 每個(gè)字每個(gè)字 8 位位 存儲(chǔ)容量存儲(chǔ)容量 2 k64 k 16:64 k 個(gè)字個(gè)字 每個(gè)字每個(gè)字 16 位位 存儲(chǔ)容量存儲(chǔ)容量 1024（1M）2.存儲(chǔ)容量與地址位數(shù)的關(guān)系存儲(chǔ)容量與地址位數(shù)的關(guān)系存儲(chǔ)容量存儲(chǔ)容量 256 48 位

13、地址位地址256=284 位數(shù)據(jù)輸出位數(shù)據(jù)輸出存儲(chǔ)容量存儲(chǔ)容量 8k 88k=8 210=21313 位地址位地址8 位數(shù)據(jù)輸出位數(shù)據(jù)輸出3.常用常用 EPROM2764：27128：A0 A128k 8 (64k)13 位地址輸入：位地址輸入：8 位數(shù)據(jù)輸出：位數(shù)據(jù)輸出：O0 O7輸出使能端輸出使能端1 輸出呈高阻輸出呈高阻0 使能使能片選端片選端ROM 工作工作（任意）任意）ROM 不工作輸出呈高阻不工作輸出呈高阻16k 8 (128k)16k=16 210=21427256：32k 8 (256k)32k=32 210=2152764VPPPGMA0A1A2A3A4A5A6A7A8A9A

14、10A11A12CSOEO0O1O2O3O4O5O6O7VCCVIH(PGM)CSOE地地址址輸輸出出01其他常用的其他常用的 EPROM 4.ROM 容量的擴(kuò)展容量的擴(kuò)展地地址址總總線線8位數(shù)據(jù)總線位數(shù)據(jù)總線16位位數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)總總線線D(70)D(158)8 位位 16 位位地址線合并（共用）地址線合并（共用）輸出使能端、片選端合并（共用）輸出使能端、片選端合并（共用）數(shù)據(jù)輸出端分為高數(shù)據(jù)輸出端分為高 8 位和低位和低 8 位位方法方法(1)字長(zhǎng)的擴(kuò)展（位擴(kuò)展）：字長(zhǎng)的擴(kuò)展（位擴(kuò)展）：27256A0A14O7O0CSOE27256A0A14O7O0CSOECSOE(2)字線的擴(kuò)展（地址碼的擴(kuò)展

15、字線的擴(kuò)展（地址碼的擴(kuò)展 字?jǐn)U展字?jǐn)U展）兩片兩片 4 4 8 4：四片四片 32 k 8 4 32 k 8：15 位地址輸入位地址輸入增加兩位地址增加兩位地址經(jīng)過經(jīng)過 2 線線-4 線譯碼控制四個(gè)芯片線譯碼控制四個(gè)芯片的的ROM44位位A1 A0 D1 D0 D2 D3 ROM44位位A1 A0 D1 D2 D3 D0 1增加一位地址增加一位地址 A2（電路略）電路略）RAMRAM的位、字同時(shí)擴(kuò)展的位、字同時(shí)擴(kuò)展 例：試用ROM產(chǎn)生如下的一組多輸出邏輯函數(shù) 解：化為最小項(xiàng)之和的形式得到 ROMROM點(diǎn)陣圖點(diǎn)陣圖三、PROM應(yīng)用舉例1、代碼轉(zhuǎn)換例：用例：用ROM實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)4位二進(jìn)制到格雷位二進(jìn)制到

16、格雷碼的轉(zhuǎn)換。碼的轉(zhuǎn)換。ABCDWXYZ00000001001000110100010101100111100010011010101111001101111011110000000100110010011001110101010011001101111111101010101110011000 列狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表：列狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表：由真值表寫出最小項(xiàng)之和表達(dá)式。由真值表寫出最小項(xiàng)之和表達(dá)式。W=m(815）X=m(411）Y=m(25、1013）Z=m(12、56、910、1314）根據(jù)最小項(xiàng)畫出與、或點(diǎn)陣圖根據(jù)最小項(xiàng)畫出與、或點(diǎn)陣圖 先畫地址譯碼器，四變量，八輸先畫地址譯碼器，四變量，八輸入

17、，十六個(gè)最小項(xiàng)，入，十六個(gè)最小項(xiàng)，8X168X16陣列。陣列。再畫或陣列，只有四輸出，每個(gè)再畫或陣列，只有四輸出，每個(gè)輸出按最小項(xiàng)加表示。共輸出按最小項(xiàng)加表示。共4X164X16陣列。陣列。01 2 3 4 5 6 7 8 9101112131415W=m(815）X=m(411）Z=m(12、56、910、1314）全部最小項(xiàng)把需要的最小項(xiàng)相加 與陣列存儲(chǔ)容量：16X8=128 或陣列存儲(chǔ)容量：16X4=64 總存儲(chǔ)容量12864192點(diǎn)陣圖相當(dāng)于將真值表存入PROM。與陣列：與陣列：不可編程，所有最小項(xiàng)都必須全部畫出?；蜿嚵校夯蜿嚵校嚎删幊?，根據(jù)要求選用。PROM選用PROM實(shí)現(xiàn)：令：PR

18、OM地址碼A3A0=ABCD則PROM Q3Q0=WXYZY=m(25、1013）2、用ROM實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)例：用例：用ROMROM實(shí)現(xiàn)一位全加器實(shí)現(xiàn)一位全加器全加器真值表：ABC iSCO0000010100111001011101110110100100010111最小項(xiàng)之和表達(dá)式S=m(1、2、4、7）C0=m(3、5、6、7）畫點(diǎn)陣圖：0 1 2 3 4 5 6 7AB00 01 11 1001AB00 01 11 1001AB00 01 11 1001例：用例：用ROMROM實(shí)現(xiàn)多輸出函數(shù)實(shí)現(xiàn)多輸出函數(shù)解：寫出最小項(xiàng)之和表達(dá)式1111 111111110 1 2 3 4 5 6 7

19、分析圖示電路分析圖示電路1、74161組成模幾計(jì)數(shù)器。2、寫出W,X,Y,Z的函數(shù)表達(dá)式。3、在CP作用下，分析WXYZ端順序輸出8421BCD碼的狀態(tài)，并說明電路的功能。WXYZWXYZ順序輸出順序輸出31415926535897933141592653589793的的8421BCD8421BCD碼，電路為一碼，電路為一個(gè)能產(chǎn)生十六位個(gè)能產(chǎn)生十六位的函數(shù)發(fā)生器。的函數(shù)發(fā)生器。模模1616計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器11110 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10111213 1415Q3Q2Q1Q0D3D2D1D0CO74161ABCDWXYZ13 3、用、用ROMROM實(shí)現(xiàn)字符發(fā)生器實(shí)現(xiàn)字符發(fā)生器常用

20、的點(diǎn)陣字符規(guī)格有9X7、7X7、7X5三種。例：用7X5點(diǎn)陣說明如何實(shí)現(xiàn)顯示一個(gè)字符R列真值表：地址碼 輸出A2A1A0D4D3D2D1D00000000000111111010100010111000110011111101101001101001011110001寫出最小項(xiàng)之和表達(dá)式D4=m(17）D3=m(1、4）D2=m(1、4、5）D1=m(1、4、6）D0=m(14、7）R字符占用存儲(chǔ)單元：7X5=35如何實(shí)現(xiàn)多字符顯示？輸出為7條字線，每條字線同時(shí)輸出5五位。ROM矩陣矩陣64X7X5字字符符控控制制特特征征地地址址輸輸出出緩緩沖沖顯示屏顯示屏A0A2A3A88位64位5位 A0A2:3位地址碼是字符控制譯碼器的地址碼。每個(gè)字符是7行x5列，也可以說每個(gè)字符是7個(gè)字X5位。A3A8:6位地址是特征地址譯碼器的地址碼?？蓪ぶ贩秶?63。