模拟电路与数字电路第10章半导体存储器和可编程逻辑器件
数字电子技术基础：半导体存储器与可编程逻辑器件
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数字电子技术基础
(3) 可擦除 PROM（Erasable PROM 简称EPROM) PROM中写入中的数据可用紫外线擦除，用户可
以多次改写其中存储的数据。 (4) 电可擦除 EPROM（Electrically EPROM 简称E2PROM)
随机存储器（Random Access Memory 简称RAM ) 只读存储器（Read-only Memory 简称ROM ) 1. 随机存储器（RAM ) RAM:既能读出、写入数据,断电后数据不能保存。
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数字电子技术基础
RAM按照存储单元的结构类型分： (1) 静态RAM （Static RAM，简称SRAM）
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数字电子技术基础
在PLD(HDPLD)中，门电路的简化画法
(a) 输入缓冲器
A
A
(c) 连接方法
•
固定连接
(b) 三输入与门
ABC
•••
Z
×
编程连接
擦除（断开）
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数字电子技术基础
8，有大量的数据需要存储。 半导体存储器就是一种能够存放大量数据的集成电路。 半导体存储器是各种数字系统和计算机中不可缺少的组成部分。 半导体存储器具有集成度高、功耗小、存取速度快等优点。
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半导体存储器的分类：
E2PROM用电可擦除存入的数据，使用起来更加方便。
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数字电子技术基础
3. 可编程逻辑器件( Programmable Logical Device， 简称 PLD) PLD是一种半定制器件，可以由编程来确定其逻辑功能。在设 计和制作电子系统中使用PLD，可以获得较大的灵活性和较短 的研制周期。 (1) 低密度PLD a. 只读存储器
《半导体存储器和PL》课件
本课程介绍存储器和可编程逻辑器件的基本概念，种类，工作原理，应用等 方面的内容，为大家深入了解数字电路设计提供必要的参考资料。
存储器的基本概念
静态随机存取存储器(SRAM)
适合高速读取和频繁写入数据的应用
动态随机存取存储器(DRAM)
适合容量大、功耗低的应用
常规存储器(RAM和ROM)
3
可编程逻辑数组(PLD)
可编程逻辑器件家族的一个重要分支，常用于数字信号处理和通信领域。
可编程逻辑器件的工作原理
逻辑单元结构
由多个逻辑元件组成，能够实现各种逻辑运算。
可编程连接器结构
用于控制输入/输出引脚连接和信号路径。
存储器和可编程逻辑器件的应用
1 存储器的应用场景
广泛应用于电子产品、通信系统等领域，如手机、路由器、智能家居等。
2 可编程逻辑器件在数字电路设计中的应用
一些常见的应用包括：运算单元、定时器、状态机、控制器、数据选择器等。
结论
重要性
存储器和可编程逻辑器件是数 字电路设计不可或缺的基础知 识。
进化方向
随着技术的不断发展，存储器 和可编程逻辑器件的容量、速 度、功耗将不断向着更高的方 向提升。
创新
学习存储器和可编程逻辑器件 的工作原理和应用，有助于开 发出更高效、更灵活、更智能 的数字电路设计方案。
适合低成本、容量小的应用
存储器的工作原理
存储单元结构
由一个存储单元和一个控制器构成，可读写单个 或多个字节的数据。
内部写入和读取的流程
通过控制信号和时逻辑器件的基本概念
1
门阵列
利用一系列门电路和控制器实现逻辑运算或选择操作。
2
可编程逻辑阵列(PLA)
半导体存储器和可编程逻辑器件PPT课件
N+ SiO2
P型硅衬底
图7-2-1 叠层栅MOS管剖面示意图
写入：
漏极和源极（接地）之间加 高电压，控制栅极加高电压 脉冲,形成雪崩效应。需专 用工具（编程器）。
擦除： 用紫外线或X射线照射SIMOS 管，使SiO2层中产生电子空 穴对，为浮置栅的负电荷提 供放电通道。
2020/1/15
4. 电可擦除可编程ROM（E2PROM）。也是采用浮栅技术，用 电擦除，可重复擦写100次，并且擦除的速度要快的多。 E2PROM的电擦除过程就是改写过程，它具有ROM的非易失 性，又具备类似RAM的功能，可以随时改写。
特点：适合于大批量生产使用，性价比高。 数据无法修改，不灵活。
2020/1/15
2.可编程ROM(PROM)
PROM（Programable ROM)。出厂时，存储内容全为1
（或全为0），用户可根据自己的需要进行编程，但只能编
程一次。
用户对PROM编程是逐字逐
UCC 字线
Wi
位进行的。首先通过字线和位线 选择需要编程的存储单元，然后 通过规定宽度和幅度的脉冲电流， 将该存储管的熔丝熔断，这样就
址
译
码 W2
A0
器
W3
存储矩阵 W0
A1
地 W1
址
译
码 W2
A0
器
W3
D3
D2
D1
D0
EN
D3
D2
D1
D0
2020/1/15
二、只读存储器ROM编程
ROM的编程是指将信息存入ROM的过程。 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。
半导体存储器和可编程逻辑器件
要点二
GAL（Generic Array Logic）
通用阵列逻辑，是PAL的改进型，采用EEPROM编程技术 。与PAL相比，GAL具有更高的可编程性和灵活性，可以 实现更复杂的逻辑功能。同时，GAL还具有可擦除和可重 复编程的特点。
05 半导体存储器和可编程逻 辑器件的关联与应用
在嵌入式系统中的应用
擦写次数有限
Flash Memory的擦写次 数有限制，达到一定次数 后可能会出现数据丢失或 损坏的情况。
价格较高
相对于一些传统的存储器 技术，Flash Memory的 价格仍然较高。
04 可编程逻辑器件技术详解
FPGA技术原理及优缺点
• 原理：FPGA（Field Programmable Gate Array）即现场可 编程门阵列，是一种可编程使用的信号处理器件，其内部包 含可编程逻辑块、可编程I/O模块和内部连线资源等。用户可 以通过编程来配置这些资源，实现特定的逻辑功能。
FPGA技术原理及优缺点
要点一
可重复编程
FPGA可以多次编程，方便用户进行功能修改和升级。
要点二
并行处理
FPGA内部包含大量逻辑单元，可以实现并行处理，提高数 据处理速度。
FPGA技术原理及优缺点
• 灵活性高：用户可以根据需求自定义逻辑功能，实现复杂的数字信号处理算法。
FPGA技术原理及优缺点
06 发展趋势与挑战
半导体存储器发展趋势与挑战
更高容量和更快速度
随着大数据和人工智能等技术的快速发展， 对半导体存储器的容量和速度需求不断提升 。
更低功耗
随着移动设备和物联网的普及，对低功耗半 导体存储器的需求也在增加。
半导体存储器发展趋势与挑战
本科专业认证《数字电路与逻辑设计A》课程教学大纲
《数字电路与逻辑设计A》课程教学大纲（Digital Circuits and Digital DesignA）编写单位：计算机与通信工程学院计算机科学与技术系编写时间：2021年7月《数字电路与逻辑设计A》课程教学大纲一、基本信息课程名称：数字电路与逻辑设计A英文名称：Digital Circuits and Digital Design A课程类别：专业教育课程课程性质：必修课课程编码：0809000146学分：4总学时：64 其中，讲授64学时，实验0学时，上机0学时，实训0学时适用专业：计算机科学与技术先修课程与知识储备：高等数学、大学物理后继课程：计算机组成原理、嵌入式系统二、课程简介《数字电路与逻辑设计A》是计算机科学与技术专业学生的一门必修专业基础课程，是该专业学生学习有关“电”的重要工程基础类课程。
本课程首先学习电路的基本规律、定理以及电路的分析方法。
然后学习模拟电子电路的基本原理及分析设计方法，包括半导体器件、放大电路、集成运算放大器等相关知识。
最后学习数字逻辑电路的基本原理、基本分析方法和基本设计方法，掌握数字集成电路的使用，了解可编程逻辑器件原理和数字电路EDA设计概念，为后续专业课程的学习打下基础。
三、教学目标1、课程思政教学目标：集成电路产业的重要性、国内外差距现状、国内优势领域、创新意识培养、家国情怀和责任意识、严肃认真的科学作风。
2、课程教学总目标：通过本课程的教学，使学生掌握电路的基本理论知识和基本分析方法，以及模拟电路和数字电路的相关理论、分析和设计方法，培养学生的科学思维能力和理论联系实际解决问题的能力。
3、课程目标与学生能力和素质培养的关系：课程思政目标有利于培养学生的爱国意识、专业素养和良好的工作作风；课程教学目标有利于培养学生对计算机科学与技术中涉及到的模拟电路和数字电路问题进行分析和设计的能力。
4、毕业要求—课程目标关系（OBE结果导向）表1 毕业要求-课程目标关系表注：表中“H（高）、M（中）、L（弱）”表示课程与各项毕业要求的关联度。
半导体存储器和可编程逻辑器件
半导体存储器和可编程逻辑器件随着科技的不断进步，半导体技术及其应用越来越广泛，半导体存储器和可编程逻辑器件作为其中的重要组成部分，已经成为数字电路和计算机系统设计中必不可少的一部分。
本文将对半导体存储器和可编程逻辑器件的原理、应用、发展及未来趋势进行详细介绍。
一、半导体存储器半导体存储器是以半导体器件为主要构成材料的存储器器件，主要是用于存储数字信息。
其原理是根据内存存储器芯片内部的存储单元进行数据的读写操作。
目前最常见的半导体存储器有静态随机存储器（SRAM）、动态随机存储器（DRAM）、闪存存储器等。
1. 静态随机存储器（SRAM）SRAM是一种速度非常快的存储器，它的读写速度比DRAM快多了，通常用于将计算机的一级缓存内存中。
SRAM 是一种静态存储器，也就是说，当一条数据被存储在SRAM中时，只要电源没有被关闭，它就会一直保存在那里，在这种情况下，SRAM的读写速度都非常快。
2. 动态随机存储器（DRAM）DRAM是一种速度比较慢的半导体存储器，它是一种动态存储器，也就是说，它的存储单元采用电容器构成，所以需要不断地刷新，否则将会丢失存储数据。
目前，很多计算机主板上内存插槽里的内存条用的就是DRAM。
3. 闪存存储器闪存存储器具有非常高的可靠性、速度和存储容量，同时功耗也很低，所以广泛应用于计算机、手机、相机等各种电子设备存储信息。
闪存存储的最大特点是可以长期保存数据，并且不需要电源来保持其数据状态。
二、可编程逻辑器件可编程逻辑器件是一种能够实现设计者可以根据需要对其进行编程的器件。
它是一种可以通过编程改变其内部电路连接方式的芯片。
可以通过内部的可编程电路连接元器件来实现逻辑门电路、模拟电路和数字逻辑实现等。
常见的可编程逻辑器件有可编程门阵列（PGA）、复杂可编程逻辑器件（CPLD）、现场可编程门阵列（FPGA）等。
1. 可编程门阵列（PGA）PGA是一种集成度较低的可编程逻辑器件，它包含一个大量的与门和或门，可以用来实现一些简单的逻辑功能。
半导体存储器和可编程逻辑器件
半导体存储器和可编程逻辑器件半导体存储器和可编程逻辑器件是现代计算机中必不可少的组件，它们可以用来寄存数据和指令，在计算机的运行过程中，起着至关重要的作用。
本文将重点介绍半导体存储器和可编程逻辑器件的工作原理、种类和发展历程。
一、半导体存储器半导体存储器是计算机内存中最为重要的一种存储器，用于存储数据和指令，在计算机的工作过程中扮演着重要的角色。
它具有速度快、体积小、功耗低、可靠性高等优点，因此被广泛应用于各种计算机系统中。
半导体存储器分为RAM和ROM两种类型，其中RAM是一种易失性存储器，主要分为静态RAM(SRAM)和动态RAM(DRAM)两种类型。
SRAM采用触发器存储单元来存储数据，因此具有较高的读写速度和较低的功耗，但存储密度相对较低，价格较高。
而DRAM采用电容存储单元来存储数据，存储密度较高，价格相对较低，但读写速度和功耗略高于SRAM。
ROM是一种只读存储器，主要分为PROM、EPROM和FLASH三种类型。
PROM是可编程只读存储器，EPROM是可擦写可重写存储器，FLASH具有可擦写可重写功能，速度快，存储密度高，价格相对较低。
二、可编程逻辑器件可编程逻辑器件(PAL、GAL等) 是一种数字电路，可以根据用户的需求对电路进行编程，实现特定的逻辑功能。
它具有半固定的逻辑功能和高速的运算能力，在数字电路设计中被广泛应用。
PAL(Programmable Array Logic)是第一代可编程逻辑器件，它包含了AND、OR和NOT门，可以实现较为简单的逻辑功能。
GAL(Generic Array Logic)是第二代可编程逻辑器件，它采用了可编程器件技术，可以根据用户的需求对逻辑电路进行程序设计。
EPLD(Erasable Programmable Logic Device)是第三代可编程逻辑器件，可以重编程和擦除，可提高电路的灵活性和可重用性。
FPGA(Field Programmable Gate Array)是第四代可编程逻辑器件，具有更高的逻辑密度、更快的速度和更强的运算能力，可实现复杂的逻辑电路设计。
模拟电路与数字电路教程
1 - 8 支路电流法
• 利用KCL对 n 个节点列 出n-1个电流方程; • 利用KVL 对 m个网孔列 出m个电压方程, 联立解之.
R1 20 I1 R2
例: 如图求各支路电流 解:
I1 + I2 - I3 = 0 U1= I1R1 + I3R3 U2 = I2R2 + I3R3
联立解得:
一、串联 两个以上电阻串行 连接称为串联。 Rab = R1 + R2 a b a b R1 R2 R1 R2
二、并联
两上以上电阻并行联 接称 并 联。 Rab = R1 // R2 1 = 1 + 1 Rab R1 R2 即
Rab =
R1R2 R1 + R2
12
例：求下图等效电阻Rab。已知各电阻均为10
5
绪论 电子技术的应用领域
计算机、自动控制
雷达技术
航空航天
电视技术
通信技术
6
计算机控制系统
采样 0 采样 1 采样 n ••• ••• 多 路 模 拟 开 关 显示器 放 大 器
ADC
计 算 机
DAC
功 率 放 大
传 感 器
随 动 系 统
执行机构
7
上
篇
模拟电子技术
第一章
1- 5 基尔霍夫定律
例 : 求I =?
解:选择参考点;
将 a b 断开。
1. Uab = (-150 + 20 ) - (-120) = - 10V 2. R0 = Rab = 0 Uab 3. I = = - 1A R4
•
R3
I • •
R1 R2
b •
• a •
《电子技术基础》课程教学大纲
课程教学大纲课程名称：电子技术基础英文名称：The Fundamentals of Electronic Technology 课程编号：培训对象：本科学生课程性质：必修，考试总学时数：理论56 学时，实践20 学时学分：开课学期：第×学年×季学期二〇二×年×月一、学习目标本课程是信息与通信工程、电子科学与技术等本科专业的一门专业基础课。
通过本课程的教学，使学生能够了解电子技术的基本理论，掌握模拟电路和数字电路的分析与设计方法，培养学生的科学思维能力、工程实践能力和创新精神，为后续课程的学习和个人发展奠定基础知识和基本技能。
二、课程设计《电子技术基础》课程介绍模拟与数字电子技术的基本理论、基本方法和基本应用，具有技术发展快、知识点多、实践性强等特点。
依据本科学生的人才培养目标，贯彻落实“以学生为中心”的教育理念，创新教学模式，优化教学内容，改革教学方法，将理论与实践、知识传授与创新教育紧密结合，激发学生的学习兴趣，努力使学生打牢学科基础，掌握实践技能，培养创新能力，提高综合素质。
（1）内容设计模拟部分，沿“先分立后集成”的主体思路，教学内容由常用半导体器件、常用半导体器件组成的基本放大电路、放大电路引入反馈对电路性能改善的分析判断、集成运放内部电路、集成运放的线性应用和非线性应用等章节组成。
在一条主线的牵引下，牵扯出各章节的相关知识点，层次分明、条理清晰。
数字部分，主要由“组合”到“时序”、“小规模”到“中规模”的顺序介绍，运用逻辑代数基础和逻辑门的特性，导出小规模组合逻辑电路的分析和设计方法，进而介绍加法器、译码器、选择器等常用中规模组合功能器件的功能和应用；引入时序电路的基本概念，介绍由触发器构成的小规模时序电路的分析和设计方法，进而介绍计数器、移位寄存器等常用中规模时序器件的功能和应用；最后介绍半导体存储器和PLD 这类大规模集成电路的分类、特点和简单应用以及模数转换电路的工作原理、转换技术和参数指标。
电工大学课本目录
电工大学课本目录第1章电路概念与分析方法1电路和电路模型2 电路组成和作用3电路模型4 电流和电压的参考方向5 电流的参考方向6 电压的参考方向7 电功率8无源电路元件9 电阻元件10 电感元件11 电容元件12 有源电路元件13 独立电源14 两种电源模型等效变换15 受控电源16 基尔霍夫定律17 基尔霍夫电流定律18 基尔霍夫电压定律19支路电流法20 叠加原理21 结点电压法22 戴维南定理23 电路中电位的计算第2章电路的瞬态分析1 换路定则和初始值确定2 换路定则3 初始值确定4 —阶电路瞬态过程分析方法5 经典法6 三要素法7 —阶电路瞬态过程的三种响应8 —阶电路的脉冲响应9 徽分电路10 积分电路第3章正弦交流电路1 正弦交流电压和电流2 频率3 有效值4 初相位5 正弦量的相量表示法6 单一元件正弦交流电路7 电阻元件交流电路8 电感元件交流电路9 电容元件交流电路10 RLC串联交流电路11 电压和电流的关系12 功率关系13 阻抗串联和并联14 阻抗串联15 阻抗并联16 电路中的谐振17 串联谐振18 并联谐振19 功率因数的提高20 提高功率因数的意义21 提高功率因数的措施22三相正弦交流电路23 三相电压24 三相电路中负载连接25 三相电路的功率.26 非正弦周期交流电路第4章半导体器件1 半导体基础知识2 本征半导体和掺杂半导体3 PN结4 半导体二极管5 基本结构6 伏安特性7 主要参数8 特殊二极管9 晶体管10 基本结构11 放大作用12 特性曲线13 主要参数14 场效应管15 基本结构16 工作原理17 特性曲线18 主要参数第5章基本放大电路1 共发射极放大电路2 电路组成和工作原理3 静态分析4 动态分析5 静态工作点的稳定.6 共集电极放大电路7 静态分析8 动态分析9 共集电极放大电路应用10 场效应管放大电路11 静态分析12 动态分析13 多级放大电路14 级间耦合15 分析计算16 差分放大电路17 静态分析18 动态分析19 输入和输出方式20 功率放大电路21 要求和特点22 OCL互补对称功率放大电路23 OTL互补对称功率放大电路第6章集成运算放大器与应用1 集成运算放大器简介2 组成原理3 主要参数4 传输特性和分析方法5 集成运算放大电路中的反馈6 反馈基本概念7 反馈类型和判断8 具体负反馈电路分析9 负反馈对放大电路性能影响10 集成运算放大器线性应用11 比例运算电路12 加法和减法运算电路13 积分和微分运算电路14 集成运算放大器非线性应用15 电压比较电路16 矩形波产生电路17 RC正弦波振荡电路18 运算放大器使用时应注意问题19 选件和调零20 消振和保护第7章直流稳压电源1 不可控整流电路2 滤波电路3 稳压电路4 简单稳压电路5 集成稳压电路6 开关稳压电路7 可控整流电路8 晶闸管9 可控整流电路第8章门电路与组合逻辑电路1 数字信号和数制2 数字信号3 数制4 逻辑门电路5 基本逻辑门电路6 TTL集成门电路7 CMOS集成门电路8 组合逻辑电路分析和设计9 逻辑代数基本定律10 逻辑函数表示方法11 逻辑函数化简12 组合逻辑电路分析13 组合逻辑电路设计14 集成组合逻辑电路15 加法器16 编码器17 译码器和数码显示18 半导体存储器和可编程逻辑器件19 只读存储器20 可编程只读存储器21 可编程逻辑阵列22 可编程阵列逻辑23 应用举例24 产品判别电路25 多路故障检测电路26 公用照明延时开关电路第9章触发器与时序逻辑电路1 双稳态触发器2 RS触发器3 JK触发器4 D触发器5 寄存器6 数码寄存器7 移位寄存器8 计数器9 异步二进制加法计数器10 同步十进制计数器11 集成计数器12 555定时器和应用13 555定时器14 555定时器组成单稳态触发器15 555定时器组成多谐振荡器16 应用举例17 4人抢答电路18 搅拌机故障报警电路19 8路彩灯控制电路第10章模拟量与数字量的转换1 D/A转换器2 T型电阻网络IDAC3 倒T型电阻网络DAC4 集成电路DAC5 A/D转换器6 数据采集系统7 多通道共享S/H和A/D系统8 多通道共享A/D系统9 多通道A/D系统第11章变压器与电动机1 磁路2 磁性材料的磁性能3 磁路分析方法4 变压器5 变压器工作原理6 变压器特性和额定参数7 特殊变压器8 三相异步电动机9 结构和原理10 电磁转矩和机械特性11 使用12 单相异步电动机13 直流电动机14 控制电动机15 交流伺服电动机16 步进电动机17 超声波电动机第12章电气自动控制技术1 常用控制电器2 低压开关3 熔断器4 自动空气断路器5 交流接触器6 热继电器7 时间继电器8 三相异步电动机基本控制电路9 直接启停和点动控制10 正反转和行程控制11 时间和顺序控制12 可编程序控制器13 组成和原理14 程序设计方法15 可编程序控制器应用举例16 三相异步电动机正反转控制17 三相异步电动机Y-Δ启动控制附录A 现代通信技术附录B 安全用电附录C 电工电子EDA仿真技术。
电子线路第六版第10章半导体存储器与可编程逻辑器件简介课件
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CPLD: Complex Programable Logid Device
FPGA: Field Programable Gate Array
PROM：Programable Read-Only Memory
PAL：Programable Array Logic
10.1 只读存储器
10.1.1 固定只读存储器（ROM）
• ROM 的基本结构
由存储矩阵、地址译码器和输出缓冲器三部分组成。
存储单元：用二极管、双极型晶体管或者MOS管构成；
地址译码器：将输入的地址代码译成相应的控制信号；
输出缓冲器：提高负载能力；输出三态控制；输出标准逻辑电平。
• ROM的工作原理（2位地址、4位输出的ROM电路为例）
计工具，具备了软硬件联合设计的能力，逐步向SOC平台过渡。
6）内嵌专用硬核
硬核（Hard Core）等效于ASIC电路。
为提高速度，主流的FPGA中都集成了专用乘法器；为适用通信总线与接
口标准，很多高端FPGA都集成了串并收发器（SERDES），可达到数十
Gbps的收发速度。
目前在很多高性能FPGA产品中，已经集成了数字信号处理器、甚至CPU
部分组成。
当读／写控制信号 R/W＇=1时，
执行读操作；
当R/W＇ = 0时，执行写操作。
设有片选输入端 CS＇。
当CS ＇ =0时RAM为正常工作状态；
当CS ‘ =1时输入／输出端均为高阻态。
• SRAM 的存储单元
由锁存器构成，靠锁存器的自保功能存储数据。
虚线框中为六管SRAM存储单元；
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图10-1ROM的组成框图
由图10-1可见，ROM是由地址译码器、存 储矩阵和输出缓冲器三部分电路组成的，最 简单的ROM是采用掩模工艺制成的二极管阵列， 图10-2所示为一个存储容量为4×4的ROM。
图10-2由二极管阵列组成的ROM
图10-2所示电路各存储单元内所存储的 数据如表10-1所示。 根据二极管与阵列和或阵列的简化画法 （有二极管处打点）可得图10-2所示ROM的点 阵图如图10-3所示。
图10-4ROM字扩展的连接图
由图10-4可见，字扩展可利用74LS138来 实施，扩展的原理与第6章中例6-2的原理相 同，这里不再赘述。
2. 位扩展
扩展当ROM输出的位线不够时要进行位扩 展，位扩展的方法比较简单，只要将多片ROM 的数据输出线并联使用即可。 下面举一个位扩展的例子。
【例10-2】将存储容量为1K×4的ROM扩 展成存储容量为1K×8的ROM。 解1K×8的ROM有8根数据输出线，而 1K×4的ROM只有4根数据输出线，将两片 1K×4的ROM并联使用即可实现位扩展，位扩 展的连接图如图10-5所示。
式（10-1）中的每个最小项可用与阵列 实现，与阵列的输出确定了ROM中的字线，七 段字符显示器的输入变量是二—十进制BCD码 有10根字线；7个输出变量要求ROM有7根输出 位线，根据画或阵列的规则可得用ROM组成的 七段字符显示译码器的点阵图如图10-6所示。
图10-6七段字符显示译码器的点阵图
第10章 半导体存储器和可编程逻辑器件
10.1半导体存储器 10.2可编程逻辑器件（PLD）
10.1半导体存储器
n10.1.1只读存储器（ROM）
n10.1.2ROM的扩展及应用
n10.1.3几种常用的ROM
半导体存储器是一种能存储大量二进制 信息或二进制数据的半导体器件。 在电子计算机以及其他数字控制系统的 工作过程中，都需要对大量的数据进行存储。 因此，存储器是数字控制系统不可缺少 的组成部分。 由于计算机处理的数据量越来越大，运 算速度越来越快，这就要求存储器具有更大 的存储容量和更快的存取速度，故通常把存 储器容量和存取速度作为衡量存储器性能的 重要指标。
10.1.3几种常用的ROM
1. 掩模ROM
掩模ROM是采用掩模工艺制成的，其中存 储的数据是由制作过程中使用的掩模板决定 的。 这种掩模板是按照用户的要求而专门设 计的，其存储单元内所存储的数据在出厂时 就已固定，无法更改，主要用在存储计算机 的固定程序和代码，在需要更改数据的场合 不适用。
2. 可编程只读存储器（PROM）
【例10-1】将存储容量为1K×4的ROM扩 展成存储容量为8K×4的ROM。 解 存储容量为1K×4的ROM，表示该ROM 的字线为1K，字线为1K的ROM内部有210=1024 个存储器，描述210个存储器的地址码是10位 的二进制数；8K×4的ROM内部有8×1024=213 13 根字线，描述2 根字线的地址码是13位的二 进制数。 字线不够，要进行字扩展，字扩展的关 键就是输入地址码的扩展，将8片容量为 1K×4的ROM 扩展成8K×4ROM的连接图如图 10-4所示。
PROM的芯片在出厂时其存储单元均为1 （或均为0），使用者可根据需要利用通用或 专用的编程器，将某些单元“改写”为0（或 1）。 图10-7所示为熔丝型PROM存储单元的原 理图。
图10-7熔断丝型PROM存储单元
3. 可擦除的可编程只读存储器 （EPROM、E2PROM）
这类存储器有用紫外线擦除的可编程只 读存储器EPROM（Erasable PROM）、电擦除 的可编程只读存储器E2PROM（Electrically Erasable PROM。 图10-8所示为2817芯片的引脚排列图。 由图10-8可见，2817是一个28脚的芯片，因 该芯片的存储容量为2K×8，所以，该芯片有 11根地址码输入端，8根数据输入/输出组合逻辑电路
在ROM电路中，若将输入的地址码看成逻 辑问题的输入变量，将输出的数据看成逻辑 问题的输出变量，则ROM输出和输入的关系就 是一组多输出变量的逻辑函数。
【例10-3】试用ROM设计一个七段字符显 示译码器电路。 解由6.2.4节的内容可知，描述七段字符 显示译码器逻辑功能的真值表如表6-7所示。 由表6-7可得显示译码器各输出变量的最 小项和为
图10-3图10-2所示ROM的点阵图
表10-1图10-2ROM所存储的数据
当ROM的存储容量不够时，可以使用多片 ROM进行扩展。 扩展有字扩展和位扩展两种类型。
10.1.2ROM的扩展及应用
1. 字扩展
当ROM的字线不够时要进行字扩展，因字 线与ROM的存储器数有关，存储器数确定地址 码的位数，所以，字扩展就是对地址译码器 的地址码进行扩展，扩展的方法与译码器的 扩展方法相同。 下面举一个字扩展的例子。
图10-82817芯片的引脚排列图
10.2可编程逻辑器件（PLD）
10.2.1PLD器件的连接方式及基本门 电路的PLD表示法 10.2.2可编程阵列逻辑（PAL） 10.2.3可编程通用阵列逻辑器件 （GAL）的基本结构 10.2.4在系统可编程逻辑器件（ISPPLD）
对于数字逻辑系统不仅需要简化设计过 程，而且需要降低系统体积和成本，提高系 统的可靠性，由此发明了可编程逻辑阵列 （Programmable Logic Device，PLD）。 PLD的基本结构如图10-9所示。 它是由一个与阵列和一个或阵列组成， 每个输出是输入的与或函数。 阵列中输入线和输出线的交点通过逻辑 元件相连接。这些元件是接通还是断开，根 据器件的结构特征决定或由用户根据要求进 行编程决定。
10.1.1只读存储器（ROM）
只读存储器，又称为固定存储器，简称 ROM（Read Only Memory）。 因只读存储器在正常工作的情况下，数 据只能从存储器中读出，而不能写入，输出 和输入的逻辑关系满足组合逻辑电路的方程 Y=F（A），所以，ROM也是一种组合逻辑电路， 其组成框图如图10-1所示。