只讀存儲(chǔ)器原理

1、 只讀存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器（ROM）分類(lèi)分類(lèi)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(shuō)明說(shuō)明: :掩模掩模 ROMPROM生產(chǎn)過(guò)程中在掩模板控制下寫(xiě)入，內(nèi)容固定，生產(chǎn)過(guò)程中在掩模板控制下寫(xiě)入，內(nèi)容固定，不能更改不能更改內(nèi)容可由用戶(hù)編好后寫(xiě)入，一經(jīng)寫(xiě)入不能更改內(nèi)容可由用戶(hù)編好后寫(xiě)入，一經(jīng)寫(xiě)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(xiě)麻煩，工作時(shí)只讀存儲(chǔ)數(shù)據(jù)可以更改，但改寫(xiě)麻煩，工作時(shí)只讀EEPROM 或或 E2PROM電擦除（幾十毫秒）電

2、擦除（幾十毫秒）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)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01 AAn n 位地址位地址01 DDb 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(xiàn)線(xiàn)位線(xiàn)位線(xiàn)地址譯碼器地址譯碼器ROM 存儲(chǔ)容量存儲(chǔ)容量 = 字線(xiàn)數(shù)字線(xiàn)數(shù) 位線(xiàn)數(shù)位線(xiàn)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-1A0A1

3、An-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)模集成電路中門(mén)電路的簡(jiǎn)化畫(huà)法中大規(guī)模集成電路中門(mén)電路的簡(jiǎn)化畫(huà)法連上且為硬連接，不能通過(guò)編程改變連上且為硬連接，不能通過(guò)編程改變編程連接，可以通過(guò)編程將其斷開(kāi)編程連接，可以通過(guò)編程將其斷開(kāi)斷開(kāi)斷開(kāi)DBAY A BDCABDY&CBAY ABCY1與門(mén)與門(mén)或門(mén)或門(mén) 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(mén)或門(mén)Z1(D1) 或門(mén)或門(mén)Zb-1(D

4、b-1) 或門(mén)或門(mén)2n個(gè)與門(mén)構(gòu)成個(gè)與門(mén)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)。01210DmmmZni 1101DmmmZi .112101b-ib-DmmmmZn 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(mén)陣列或門(mén)陣列與門(mén)陣列與門(mén)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(mén)二極管或門(mén)二極管與門(mén)二極管與門(mén)W0(m0)+VCC1A0A1A111A01VccEND3END2END1END0D3 D2 D1 D0 W0(m0)W1(m1)W2(m2)W3(m

5、3)與與門(mén)門(mén)陣陣列列( (譯碼器譯碼器) )或或門(mén)門(mén)陣陣列列( (編碼器編碼器) )位位線(xiàn)線(xiàn)字線(xiàn)字線(xiàn)輸出輸出緩沖緩沖EN2. 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0100AAmW 0111AAmW 0122AAmW 0133AAmW 0010120200 AAAAAmmWWD 013211 AAWWWD 103202AAWWWD 0313AWWD 1A111A01VccEND3END2END1END0D3 D2 D1 D0 W0(m0)W1(m1)W2(m2)W3(m3)與與門(mén)門(mén)陣陣列列( (譯碼器譯碼器) )或或門(mén)門(mén)陣陣列列( (編碼器編碼器) )位位線(xiàn)線(xiàn)輸出輸出緩沖緩沖

6、EN字線(xiàn)字線(xiàn)字線(xiàn)：字線(xiàn)：位線(xiàn)：位線(xiàn)：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(shuō)明功能說(shuō)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01 AA輸出函數(shù)輸出函數(shù)0123 DDDD(3) 譯碼編碼譯碼編碼字線(xiàn)字線(xiàn)編碼編碼0W0 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)1W2W3W3.6.2 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

7、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譯碼器譯碼器編碼器編碼器 試用試用PROM實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)4位自然二進(jìn)制碼到格位自然二進(jìn)制碼到格雷碼的轉(zhuǎn)換。雷碼的轉(zhuǎn)換。解解：（：（1）設(shè)）設(shè)4位自然二進(jìn)制碼為位自然二進(jìn)制碼為B3B2B1B0，4位格雷碼為位格雷碼為G3G2G1G0，真值表見(jiàn)下頁(yè)。，真值表見(jiàn)

8、下頁(yè)。（2）根據(jù)真值表寫(xiě)出）根據(jù)真值表寫(xiě)出最小項(xiàng)表達(dá)式（如下頁(yè)）：最小項(xiàng)表達(dá)式（如下頁(yè)）：（3）根據(jù)最小項(xiàng)表達(dá)式，畫(huà)出）根據(jù)最小項(xiàng)表達(dá)式，畫(huà)出4位二進(jìn)制碼格位二進(jìn)制碼格雷碼轉(zhuǎn)換器的雷碼轉(zhuǎn)換器的ROM陣列結(jié)構(gòu)示意圖陣列結(jié)構(gòu)示意圖例例3.6.3 二進(jìn)制碼二進(jìn)制碼格雷碼格雷碼B3 B2 B1 B0G3 G2 G1 G00 0 0 00 0 0 00 0 0 10 0 0 10 0 1 00 0 1 10 0 1 10 0 1 00 1 0 00 1 1 00 1 0 10 1 1 10 1 1 00 1 0 10 1 1 10 1 0 01 0 0 01 1 0 01 0 0 11 1 0 11 0

9、 1 01 1 1 11 0 1 11 1 1 01 1 0 01 0 1 01 1 0 11 0 1 11 1 1 01 0 0 11 1 1 11 0 0 0)15,14,13,12,11,10, 9 , 8(3G)11,10, 9 , 8 , 7 , 6 , 5 , 4(2G)13,12,11,10, 5 , 4 , 3 , 2(1G)14,13,10, 9 , 6 , 5 , 2 , 1 (0GG3G2G1G0m0 m1 m2 m3 m4 m5 m6 m7 m8 m9 m10 m11 m12 m13 m14 m15B3B2B1B0例例3.6.4 用用EPROM實(shí)現(xiàn)輸出函數(shù)實(shí)現(xiàn)輸出函數(shù)A

10、BCBCBAFCABABCCBACBACBAABCBCBAF解：解：或陣列或陣列二、二、ROM 容量擴(kuò)展容量擴(kuò)展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

11、 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OE1 輸出呈高阻輸出呈高阻0 使能使能片選端片選端CSROM 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OE16k 8

12、(128k) 16k = 16 210 = 21427256 ：32k 8 (256k) 32k = 32 210 = 2152764VPPPGMA0A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12CSOEO0O1O2O3O4O5O6O7VCCVIH(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(xiàn)線(xiàn)8位數(shù)據(jù)總線(xiàn)位數(shù)據(jù)總線(xiàn)16位數(shù)據(jù)總線(xiàn)位數(shù)據(jù)總線(xiàn)D(70)D(158)8 位位 16 位位地址線(xiàn)合并（共用）地址線(xiàn)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(xiàn)的擴(kuò)展（地址碼的擴(kuò)展字線(xiàn)的擴(kuò)展（地址碼的擴(kuò)展 字?jǐn)U展字?jǐn)U展）