第九章存储器和可编程逻辑器件优秀文档.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,西安电子科技大学,国家级精品课程数字电路与系统设计,第九章 存储器和可编程逻辑器件,本章主要内容,半导体存储器,随机存取存储器,存储器容量的扩展,可编程逻辑器件,现场可编程逻辑阵列(FPLA),可编程阵列逻辑（PAL）,只读存储器,1.只读存储器（ROM）,ROM的存储结构,9.1 半导体存储器,存储容量=字X位,字=2,n,n-,地址线数,地,址,输,入,线,数据输出线,(位),存储器容量=32KX8,地址线数=15,D0=A1A0+A1A0+A1A0,字=2n n-地址线数,G2=m（4,5,6,7,8,9,G1=m（2,3,4,5,10,11,G1=B2B1+B2B1,地址线数=15,G0=B1B0+B1B0,地址线数=15,G0=m（1,2,5,6,9,10,D0=W0+W1+W3,D2=A1A0+A1A0+A1A0,10,11）,D3(A1,A0)=(0,2),PROM的结构特点,D0=A1A0+A1A0+A1A0,(1)写激励、次态和输出函数,第九章 存储器和可编程逻辑器件,二极管ROM的结构图,地址,数据,A,1,A,0,D,3,D,2,D,1,D,0,0,0,1,0,0,1,0,1,0,1,1,1,1,0,1,1,1,0,1,1,0,1,0,1,W,0,W,1,W,2,W,3,ROM的数据表,D,3,=W,0,+W,2,D,2,=W,1,+W,2,+W,3,D,1,=W,1,+W,2,D,0,=W,0,+W,1,+W,3,地址,数据,A,1,A,0,D,3,D,2,D,1,D,0,0,0,1,0,0,1,0,1,0,1,1,1,1,0,1,1,1,0,1,1,0,1,0,1,W,0,W,1,W,2,W,3,D,3,=A,1,A,0,+A,1,A,0,D,2,=A,1,A,0,+A,1,A,0,+A,1,A,0,D,1,=A,1,A,0,+A,1,A,0,D,0,=A,1,A,0,+A,1,A,0,+A,1,A,0,只读存储器（ROM）阵列图,ROM的阵列框图,ROM的阵列框图,ROM的阵列图,只读存储器（ROM）阵列图,D,3,=A,1,A,0,+A,1,A,0,D,2,=A,1,A,0,+A,1,A,0,+A,1,A,0,D,1,=A,1,A,0,+A,1,A,0,D,0,=A,1,A,0,+A,1,A,0,+A,1,A,0,(1)数据存储(2)存储函数、曲线关系表等(3)用ROM实现组合逻辑函数,只读存储器（ROM）的应用,地址,数据,A,1,A,0,D,3,D,2,D,1,D,0,0,0,1,0,0,1,0,1,0,1,1,1,1,0,1,1,1,0,1,1,0,1,0,1,W,0,W,1,W,2,W,3,D,3,(A,1,A,0,)=(0,2),D,2,(A,1,A,0,)=(1,2,3),D,1,(A,1,A,0,)=(1,2),D,0,(A,1,A,0,)=(0,1,3),输入 输出,D,3,(A,1,A,0,)=(0,2),D,2,(A,1,A,0,)=(1,2,3),D,1,(A,1,A,0,)=(1,2),D,0,(A,1,A,0,)=(0,1,3),用ROM实现组合逻辑函数,地址,数据,A,1,A,0,D,3,D,2,D,1,D,0,0,0,1,0,0,1,0,1,0,1,1,1,1,0,1,1,1,0,1,1,0,1,0,1,W,0,W,1,W,2,W,3,输入 输出,例：用ROM实现二进制码转换为格雷码。,G,3,=m（8,9,10,11,12,13,14,15）,G,2,=m（4,5,6,7,8,9,10,11）,G,1,=m（2,3,4,5,10,11,12,13）,G,0,=m（1,2,5,6,9,10,13,14）,字,二进制码,格雷码,B,3,B,2,B,1,B,0,G,3,G,2,G,1,G,0,W,0,W,1,W,3,W,2,W,4,W,5,W,6,W,7,W,8,W,9,W,10,W,11,W,12,W,13,W,14,W,15,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,1,0,1,0,0,0,1,1,0,0,0,0,0,0,1,1,0,0,1,0,1,0,0,0,1,1,0,1,0,1,0,1,1,1,1,1,0,0,1,0,1,1,1,1,0,1,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,0,1,1,0,0,0,0,1,1,1,0,1,0,1,0,1,1,1,1,0,1,1,1,1,1,0,1,0,0,1,0,1,0,1,0,1,1,0,1,1,1,1,0,1,0,0,1,1,1,1,1,0,0,0,二进制码转换为格雷码的阵列图,逻辑符号图,G,3,=m（8,9,10,11,12,13,14,15）,G,2,=m（4,5,6,7,8,9,10,11）,G,1,=m（2,3,4,5,10,11,12,13）,G,0,=m（1,2,5,6,9,10,13,14）,ROM 的分类,PROM,(programmable read-only memory),可编程ROM,用专门的编程器写入数据一次，一次性使用。,EPROM,（erasable programmable read-only memory）,可察除ROM,用编程器写入数据，可重复使用。察除时用紫外线照射。,EEPROM,(,E,2,PROM,-electrically erasable programmable ROM）,电可察除ROM,在芯片上有一专用电压端，当给它加上要求的电压后，就可写入新的数据，可重复使用。,2.随机存取存储器（RAM）,随机存储器SRAM的基本结构,3.存储器容量的扩展,(1)位(数据位)的扩展,(2)字(地址数)的扩展,9.2 可编程逻辑器件,1.低密度可编程逻辑器件(PLD)的结构特点,内部结构图,简化,阵列,结构图,最简,阵列,结构图,2.可编程逻辑器件(PLD)的阵列结构图,PROM的结构特点,现场可编程逻辑阵列FPLA结构特点,PAL和GAL结构,例：用FPLA实现下列多输出函数。,D1=A1A0+A1A0,G1=B2B1+B2B1,现场可编程逻辑阵列FPLA结构特点,(1)写激励、次态和输出函数,G3=m（8,9,10,11,12,D3(A1,A0)=(0,2),随机存取存储器（RAM）,可编程ROM,12,13）,字=2n n-地址线数,G2=B3B2+B3B2,可编程阵列逻辑（PAL）,例：,用,FPLA,实现下列多输出函数。,现场可编程逻辑阵列（FPLA）的应用,例:分析图所示时序逻辑电路。,13,14）,二进制码转换为格雷码的阵列图,D1=A1A0+A1A0,G2=m（4,5,6,7,8,9,G2=B3B2+B3B2,00 01 11 10,可编程阵列逻辑（PAL）,13,14,15）,13,14）,只读存储器（ROM）的应用,随机存储器SRAM的基本结构,PROM的结构特点,(1)写激励、次态和输出函数,D0(A1,A0)=(0,1,3),13,14）,AB,CD,00 01 11 10,00,01,11,10,y,AB,CD,00 01 11 10,00,01,11,10,w,AB,CD,00 01 11 10,00,01,11,10,x,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,P1,P2,P3,P1,P4,P5,P6,P2,P7,P8,FPLA实现阵列图,A,B,C,D,w,x,y,P1,P2,P8,例:,用,FPLA,实现四位二进制码转换为格雷码的代码转换阵列图。,G,3,=B,3,G,2,=B,3,B,2,+B,3,B,2,G,1,=B,2,B,1,+B,2,B,1,G,0,=B,1,B,0,+B,1,B,0,字,二进制码,格雷码,B,3,B,2,B,1,B,0,G,3,G,2,G,1,G,0,W,0,W,1,W,3,W,2,W,4,W,5,W,6,W,7,W,8,W,9,W,10,W,11,W,12,W,13,W,14,W,15,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,1,0,1,0,0,0,1,1,0,0,0,0,0,0,1,1,0,0,1,0,1,0,0,0,1,1,0,1,0,1,0,1,1,1,1,1,0,0,1,0,1,1,1,1,0,1,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,0,1,1,0,0,0,0,1,1,1,0,1,0,1,0,1,1,1,1,0,1,1,1,1,1,0,1,0,0,1,0,1,0,1,0,1,1,0,1,1,1,1,0,1,0,0,1,1,1,1,1,0,0,0,FPLA的实现阵列图,G,3,=B,3,G,2,=B,3,B,2,+B,3,B,2,G,1,=B,2,B,1,+B,2,B,1,G,0,=B,1,B,0,+B,1,B,0,例:,分析图所示时序逻辑电路。,(1)写出激励方程J,1,、K,1,、J,2,、K,2,、,次态方程Q,1,n+1,、Q,2,n+1,和输出Z；,(2)列出该电路的状态表、,画出状态图;,(3)指出电路的功能。,FPLA电路的分析,J,1,=K,1,=1 J,2,=K,2,=XQ,1,(1)写激励、次态和输出函数,X,Q,2,Q,1,Q,2,n+1,Q,1,n+1,/Z,00,01,11,10,0,1,01/0,10/0,00/1,11/0,11/1,00/0,10/0,01/0,00,01,10,11,1/0,1/0,1/1,1/0,0/0,0/0,0/1,0/0,(2)列出该电路的状态表、画出状态图,00,01,10,11,1/0,1/0,1/1,1/0,0/0,0/0,0/1,0/0,同步模4可逆计数器。,X=0,时，实现模4加1计数器。,X=1,时，实现模4减1计数器。,Z,为进位/借位标志,(3)指出电路的功能,