1、3.6 只读存储器（ROM）,分类,掩模 ROM,可编程 ROM（PROM Programmable ROM）,可擦除可编程 ROM（EPROM Erasable PROM）,说明:,掩模 ROM,PROM,生产过程中在掩模板控制下写入，内容固定， 不能更改,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）,EPROM,存储数据可以更改，但改写麻烦，工作时只读,EEPROM 或 E2PROM,电擦除（几十毫秒）,1、固定ROM(掩膜ROM):,用户专用ROM,用户将程序代码交给IC生产商，生产商在芯片制造过程中将用户程序代码固化在IC的ROM中，用户在使用过程只能读出不能写入
2、。,2、可编程ROM(PROM),PROM所存的数据，由用户自己根据要求写入。但是只能写一次，不允许第二次改写。,适合于小批量试产使用，有保密位，可以加密。价格较高。,适合于大批量生产使用，性价比高。,3、可擦除，可编程ROM（EPROM),(程序调试期间使用）,EPROM:用紫外光可以擦除ROM中全部信息。擦除时间几分钟，然后用专用编程器进行编程写入。,EEPROM:电擦除ROM，直接在编程器上用电压信号进行擦除。重新写入和擦除同步进行。擦除时间为20ms。,EAPROM:直接在系统中擦除和改写，可以擦除全部内容，也可以只擦除部分字节。正常使用只能读出不能写入。,只读存储器ROM中的数据可以
3、存储520年而不丢失。,ROM结构,译码驱动,MXN矩阵 字X位,读出放大， 选择电路,A1,A2,An,W0,W1,WM-1,B0,B1,BN-1,字线,位线,由三部分组成：, 地址译码器, 存储矩阵, 读出放大，选择电路,当地址译码器选中某一个字线后，该字线的若干位同时读出。,2124096字XN位,（N=8、16、32）,地址码输入, 12位地址,读写 控制,一、静态随机存储器（SRAM）,SRAM的静态存储单元,2.DRAM（动态存储单元）的总体结构,一、掩膜只读存储器,采用MOS工艺制作通用大规模集成电路ROM，工艺简单，集成度高，大批量生产，故成本低，售价低。,二、可编程只读存储器
4、（PROM）,3.6.1 ROM 的结构和工作原理,1. 基本结构,一、ROM 的结构示意图,地址输入,数据输出, n 位地址, b 位数据,最高位,最低位,2. 内部结构示意图,存储单元,数据输出,字 线,位线,地址译码器,ROM 存储容量 = 字线数 位线数 = 2n b（位）,地 址 输 入,3. 逻辑结构示意图,(1) 中、大规模集成电路中逻辑图简化画法的约定,连上且为硬连接，不能通过编程改变,编程连接，可以通过编程将其断开,断开,与门,或门,缓冲器,同相输出,反相输出,互补输出,(2) 逻辑结构示意图,2n个与门构成 n 位 二进制译码器 , 输 出2n 个最小项。,. . .,n
5、个 输 入 变 量,b 个输出函数,或门阵列,与门阵列,二、ROM 的基本工作原理,1. 电路组成,二极管或门,二极管与门,位 线,字线,输出 缓冲,2. 工作原理,输出信号的逻辑表达式,字线：,位线：,地址译码器,存储单元, 地址译码器（字线）和存储矩阵（位线）之间的关系。,0,1,0,1,1,0,1,0,0,1,1,1,1,1,1,0,0,0,1,1,字线W和位线D的每个交叉点都是一个存储单元。交叉点接二极管时相当于存1，没有接二极管相当于存0。交叉点的数目就是存储单元数。,存储容量字数X位数,4X4,交叉点还可以接三极管、MOS管等。,只有W0为1其余为字线为0,0,1,1,0,输出信号
6、的真值表,0 1 0 1,A1 A0,D3 D2 D1 D0,1 0 1 0,0 1 1 1,1 1 1 0,3. 功能说明,(1) 存储器,(2) 函数发生器,地址,存储数据,输入变量,输出函数,(3) 译码编码,字线,编码,0 1 0 1,1 0 1 0,0 1 1 1,1 1 1 0,A1 A0,0 0,0 1,1 0,1 1,输入变量,输出函数,3.6.2 ROM 应用举例及容量扩展,一、ROM 应用举例,用 ROM 实现以下逻辑函数,例 3.6.2,Y1= m (2,3,4,5,8,9,14,15）,Y2= m (6,7,10,11,14,15）,Y3= m (0,3,6,9,12,
7、15）,Y4= m (7,11,13,14,15）,译码器,编码器,二、ROM 容量扩展,1. 存储容量,存储器存储数据的能力，为存储器含存储单元 的总位数。,存储容量 = 字数 位数,字 word,位 bit,1k 1 : 1024 个字 每个字 1 位 存储容量 1 k,1k 4 : 1024 个字 每个字 4 位 存储容量 4 k,256 8 : 256 个字 每个字 8 位 存储容量 2 k,64 k 16: 64 k 个字 每个字 16 位 存储容量 1024（1M）,2. 存储容量与地址位数的关系,存储容量 256 4,8 位地址,256 = 28,4 位数据输出,存储容量 8k8
8、,8k=8210 =213,13 位地址,8 位数据输出,3. 常用 EPROM,2764 ：,27128 ：,A0 A12,8k8 (64k),13 位地址输入：,8 位数据输出：,O0 O7,输出使能端,1 输出呈高阻,0 使能,片选端,ROM 工作,（ 任意）ROM 不工作输出呈高阻,16k8 (128k),16k = 16210 = 214,27256 ：,32k8 (256k),32k = 32210 = 215,2764,0,1,其他常用的 EPROM,4. ROM 容量的扩展,地 址 总 线,8位数据总线,16位数据总线,D(70),D(158),8 位 16 位,地址线合并（共
9、用）,输出使能端、片选端合并（共用）,数据输出端分为高 8 位和低 8 位,方法,(1) 字长的扩展（位扩展）：,(2) 字线的扩展（地址码的扩展 字扩展）,两片 4 4 8 4 ：,四片 32 k 8 4 32 k 8 ：,15 位地址输入,增加两位地址,经过 2 线- 4 线译码控制四个芯片的,增加一位地址 A2,（电路略）,RAM的位、字同时扩展,例：试用ROM产生如下的一组多输出逻辑函数,解：化为最小项之和的形式得到,ROM点阵图,三、PROM应用举例,1、代码转换,例：用ROM实现4位二进制到格雷码的转换。, 列状态转换真值表：, 由真值表写出最小项之和表达式。,W=m(815）,X
10、=m(411）,Y=m(25、1013）,Z=m(12、56、910、1314）, 根据最小项画出与、或点阵图, 先画地址译码器，四变量，八输入，十六个最小项，8X16阵列。, 再画或阵列，只有四输出，每个输出按最小项加表示。共4X16阵列。,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,W=m(815）,X=m(411）,Z=m(12、56、910、1314）,全部最小项,把需要的最小项相加, 与阵列存储容量：,16X8=128, 或阵列存储容量：,16X4=64, 总存储容量12864192,点阵图相当于将真值表存入PROM。,与阵列：不可编程，所有最小项都必
11、须全部画出。,或阵列：可编程，根据要求选用。,PROM,选用PROM实现：,令：PROM地址码A3A0=ABCD,则PROM Q3Q0=WXYZ,Y=m(25、1013）,2、用ROM实现组合逻辑函数,例：用ROM实现一位全加器,全加器真值表：,0,1,1,0,1,0,0,1,0,0,0,1,0,1,1,1,最小项之和表达式,S =m(1、2、4、7）,C0 =m(3、5、6、7）,画点阵图：,0,1,2,3,4,5,6,7,例：用ROM实现多输出函数,解：写出最小项之和表达式,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,1,分析图示电路,1、74161组成模几计数器。,2、写出W,X
12、,Y,Z的函数表达式。,3、在CP作用下，分析WXYZ端顺序输出8421BCD码的状态，并说明电路的功能。,WXYZ顺序输出3141592653589793的8421BCD码，电路为一个能产生十六位的函数发生器。,模16计数器,3、用ROM实现字符发生器,常用的点阵字符规格有9X7、7X7、7X5三种。,例：用7X5点阵说明如何实现显示一个字符R,列真值表：,地址码 输出,写出最小项之和表达式,D4=m(17）,D3=m(1、4）,D2=m(1、4、5）,D1=m(1、4、6）,D0=m(14、7）,R字符占用存储单元：,7X5=35,如何实现多字符显示？,输出为7条字线，每条字线同时输出5五位。,ROM矩阵 64X7X5,字符控制,特征地址,输出缓冲,显示屏,A0A2,A3A8,8位,64位,5位,A0A2:3位地址码是字符控制译码器的地址码。每个字符是7行x5列，也可以说每个字符是7个字X5位。,A3A8:6位地址是特征地址译码器的地址码。可寻址范围063。,用ROM实现64个字符显示设计,
