第七章 MOS存储器

思考题
1. Mask ROM 的特点是什么？ 2. Mask ROM是如何存储信息“0”和信
息“1”的 ？
7.2.1 Mask ROM的特点
Mask ROM由用户提供码点数据 （要存储的固定数据），由芯片设计 者设计版图，由生产厂家制版、流片 加工。芯片一旦制成，存储的信息无 法改变，用户使用时只能读出已固化 的数据，掉电信息也不会丢失。因此， MASK ROM 只能用来存储固定信息。
H0 L1
H3 L7
7.1.4 行地址译码器 3.地址同步控制
由于地址信号
到达时间不一致，
字
易引起字线的波动，
线
造成读写错误和功
耗增加等现象。为
了防止此现象发生，
可加一地址输入使
En
能信号控制。
A2 A1 A0
7.1.4 行地址译码器 4.电路优化设计
相邻两个与 非门的输入只有 一个不同且反相 A 的信号，因此可 B 以将这两个与非 门电路和并优化，C 简化电路，缩小 D 芯片面积。
EPROM（可擦除可编程ROM—— Erasable- Programmable Read-Only
Memory）
思考题
1. EPROM 的特点是什么？ 2. EROM是如何存储信息“0”和信息“1”
的？
7.3.1 EPROM的特点
用户可以根据具体需要对EPROM存储 的信息进行擦除和重写。
擦除是用紫外线或X射线擦除器对芯片 进行照射（约30分钟），信息是一次性全部 擦除，不能逐字或部分擦除；
位 Bit Vcc
Word 字
7.2.8 输出电路
一般可以采 用倒相器、倒相 器链、寄存器， 锁存器、触发器 等，个数与同时 输出的位数相同。
DQ CP
7.2.8 Mask ROM应用实例 1. 96字符发生器
字符由57点阵构成，通过控 制35个点的明暗来显示字符图形。
采用或非存储阵列（ 9635） ：每个字 线上排列35个单元，对应35个点，即每个字 有35位，有MOS管的单元对应亮点。96个字 符对应96条字线，每个字的对应位相接。也 可采用4870阵列，每个字线对应2个字符， 通过列译码分选字符输出。
写入是使用专用编程器进行写入（需要 较高的电压），信息写入后掉电不丢失。
擦除和写入都要脱机进行，即不能在线 擦除和写入。因此，EPROM是用来存储相 对固定的信息。
3.多级译码电路有什么优点？ ？
7.1.1 存储器的结构图
各种 存储器都 有各自的 特点，但
n 位 行 地
行 译 码
址器
它们的结
构大体上 m位 是一致的。 列地址
控制 信号
读写控制
存储体 ( N M)
列译码器
输入/输出
数 据
7.1.2 存储体
存储体是由若干个存储单元组 成的阵列，若字数为N，每个字的 位数为M，则表示为 NM （与行 数和列数可能有差别，行数 N， 列数 M，行数列数=N M ）。
字 Word
7.2.2 E/D NMOS或非存储阵列
Vcc
位 Bit
Word
7.2.3 准NMOS或非存储阵列
Vcc
位Bit
7.2.4 预充低功耗结构或非存储阵列 第一行有误 串行了
Vcc
Word
位Bit
7.2.5 预充结构与非存储阵列
Vcc
Word 字
7.2.6 母片形式的与非存储阵列
7.2.7 与或非存储阵列
第七章 MOS存储器
存储器是各种处理器的主要存储部 件，并广泛应用于SoC及其它电子设备 中，按功能可分为只读存储器（ROM） 和随机存取存储器（RAM）两大类，分 别用作固定数据存储和临时数据缓存。
§7-1 存储器的结构
思考题
1. 存储器一般由哪几部分组成？ 2.设计译码电路时应注意什么问题？
一的组合，以避免开关树的层次过多而影响
速度。CMOS开关树性能较好。
列
地 四选 四选 四选 四选 四选 四选 四选 四选
址
一一一一一一一一
选 择
四选 一
四选 一
信 号
二选 一
7.1.6 读写控制及输入输出电路
读写控制电路是对存储器读操作和写操 作时序上的控制，主要包括地址译码器和数 据输入输出电路的控制。
VDD F
A BC D
7.1.5 列地址译码器 1.基本原理
列译码器的输入是 来源于地址缓冲器的M 位二进制地址，一般先 产生具有合适驱动能力 的正反地址信号，再通 过树状开关选择电路构 成对应存储体每一列 （位线）的地址信号组
合。
位线
Di
7.1.5 列地址译码器 2.开关树的设计
对于大容量存储器通常用四选一和二选
7.1.4 行地址译码器
2.多级译码技术
L0 L1
对于大容量存储 器通常选择二级 译码技术，即将 地址信号先分组 译码（2-4译码、 3-8译码），再
H0 H1 H2 H3
2-4译码
L2 L3 L4 L5 L6 L7
3-8译码
采用集中编码， A4 A3
可以有效地提高
译码速度。
HL00
A2 A1 A0
7.2.8 Mask ROM应用实例 2.液晶七段数码显示器
数码7段构成，通过控制7个段 的明暗来显示数码图形。
采用或非存储阵列（ 107） ：每个字线 上排列7个单元，对应7个段，即每个字有7位， 有MOS管的单元对应亮段。10个数字符对应 10条字线，每个字的对应位相接。
§7-3Hale Waihona Puke BaiduEPROM
m位 列地址
一般将地址
列译码器
信
号分为行地址信号和列地址
信号，因此地址译码器分为行地址译码器和列
地址译码器。
7.1.4 行地址译码器 1.基本原理
行译码器电路的
字
输入是来源于地址缓
线
冲器的N位二进制地
址，首先产生具有合
适驱动能力的正反地
址信号，然后通过编
码电路译成对应存储
体每一行的地址信号
（一般称为字线）。 A3 A2 A1 A0 2n
输入输出电路是在控制电路的控制下， 将数据写入译码器指定地址的存储单元中或 将指定地址存储单元中的数据输出。
不同的存储器有不同的读写控制及输入 输出电路，具体电路根据存储器的类别和具 体要求而定。
§7-2 Mask ROM
Mask ROM（掩膜编程只读存储器—— Mask Read-Only Memory）
存储体 (N M )
不同类别存储器有不同的存储单元，但是 有共同的特点：
每个存储单元有两个相对稳定的状态，分 别代表二进制信息“0”和“1”。
7.1.3 地址译码器
存储体中的每 个存储单元都有自
位n 行
行 译
己唯一的地址（行、地 码
列），地址译码器 址 器
存储体 ( N M)
就是将地址信号译
成具体的选择地址。