文档介绍：随机存取存储器
第11章存储器
可编程逻辑器件
了解存储器的分类及各类存储器的特点和应用场合，了解存储器的主要性能指标对存储器性能的影响；掌握半导体存储器的逻辑功能和使用方法，理解半导体存储器的电路结构和工作储器好比一座宿舍楼，地址对应着房间号，字对应着房间内住的人，位对应床位。
存储器按功能的不同可分为静态和动态两类，按所用元件的类型又可分为双极型和单极型两种。双极型存储单元速度高，单极型存储单元功耗低、容量大。在要求存取速度快的场合常用双极型RAM电路，对速度要求不高场合下，常用单极型存储器。我们主要以单极型存储器为例介绍RAM的工作原理。
存储数据输出
T1
Q
Q
+UDD
1位线
(1) 静态RAM存储单元
0位线
行选择线
T2
T3
T4
T6
T5
图中T1和T2、T3和T4分别构成两个反相器。两个反相器交叉耦合又构成了基本触发器，作为储存信号的单元，当Q＝１时为“1”态，Q＝0时为“0”态。T5和T6是门控管，其导通和截止均受行选择线控制。
当行选择线为高电平时，T5T6导通，触发器输出端与位线接通
1
当行选择线为低电平时，T5T6截止，存储单元和位线断开。
导通
导通
0
截止
截止
保持原态不变
1
0
动态RAM存储单元
(2) 动态RAM存储单元
C
一个MOS管和一个电容即可组成一个最简单的动态存储单元电路。
由于C和数据线的分布电容C0相并，因此C要损失部分电荷。为保持原有信息不变，使放大后的数据同时回送到数据线上，对C应进行重写，称为刷新。对长时间无读/写操作的存储单元，C会缓慢放电，所以存储器必须定时对所有存储单元进行刷新，这是动态存储器的特点。
字选线
T
C0
数据线
当存储单元未被选中时：
当存储单元被选中时：
0
截止
隔
离
写入时，送到数据线上的二进制信号经T存入C中；读出时，C的电平经数据线读出，读出的数据经放大后，再送到输出端。
1
导通
读/写操作
3. RAM的容量扩展
RAM的容量由地址码的位数n和字的位数m共同决定。因此常用的容量扩展法有位扩展、字扩展和字位扩展三种形式。
16片1024字×1位的RAM构成1024字×16位的RAM。
地址码
A0~A9
CS
I /O 16
• • • • • •
• • • • • •
• • • • • •
片1
片16
片2
I /O 2
I /O 1
如果一片RAM中的字数已经够用，而每个字的位数不够用时，可采用位扩展连接方式解决。其数据位的扩展方法是：将各个RAM的地址码并联片选端并联即可。
RAM的字扩展
下图所示为RAM字扩展的典型实例：利用两片1024字×4位的RAM器件构成2048字×4位的RAM。
A0~A9
A10
片 1
片 2
I/O 1~4
CS
1
CS
利用地址码的最高位A10控制RAM器件的片选CS端，以决定哪一片RAM工作。地址码的低A0~A9并联接到两片RAM的地址输入端。两片RAM的数据输入/输出端（I/O1~4）按位对应地并联使用。
RAM的字位同时扩展
字位同时扩展连接较复杂，如下图示：
16片1024×4位的 RAM和3线－8线译码器74LS138相接可扩展三个地址输入端，构成一个8K×4位的RAM。
74LS138
译码器
A10
A11
A12
A0
A9
R/W
Y0
Y7
I/00
I/01
I/02
I/03
RAM有几种类型的存储单元？各适用于什么场合？
什么是随机存储器？随机存储器有何特点？
多看多练多做
存储器的容量由什么来决定？
在工作过程中，既可方便地读出所存信息，又能随时写入新的数据的存储器称为随机存储器，随机存储器。其特点是在系统工作时，可以很方便地随机地对各个存储单元进行读/写操作，但发生掉电时数据易丢失。
检验学****结果
按功能不同可分为静态和动态两类，按所用元件可分为双极型和单极型双极型存储器适用于存取速度要求高的场合，单极型的存储器适用于容量大、低功耗，对速度要求不高的场合。
存储器的容量是由地址码的位数n和字长的位数m共同决定的。
可编程逻辑器件属于只读存储器ROM，其方框图与RAM相似。ROM将RAM的读写电路改为输出电路；ROM的存储单元由一些二极管、MOS管及熔丝构成，结构比较简单。
1. 只读存储器ROM的基本概念
只读存储器在工作时只能进行读出操作，结构原理如下：
存储单元矩阵
地址译码
n
2n
“位”
m
m
数据
I/O
地
址
码
“字”
输出电路
只