1、西安电子科技大学国家级精品课程数字电路与系统设计国家级精品课程数字电路与系统设计 第九章第九章 存储器和可编程逻辑器件存储器和可编程逻辑器件本章主要内容本章主要内容 l半导体存储器半导体存储器随机存取存储器随机存取存储器 存储器容量的扩展存储器容量的扩展 l可编程逻辑器件可编程逻辑器件 现场可编程逻辑阵列现场可编程逻辑阵列(FPLA)(FPLA)可编程阵列逻辑（可编程阵列逻辑（PALPAL）只读存储器只读存储器 西安电子科技大学国家级精品课程数字电路与系统设计国家级精品课程数字电路与系统设计1.1.只读存储器（只读存储器（ROMROM）ROMROM的存储结构的存储结构 9.1 9.1 半导体存
2、储器半导体存储器存储容量存储容量=字字X X位位字字=2=2n n n-n-地址线数地址线数地址输入线数据输出线 (位)存储器容量存储器容量=32KX8=32KX8 地址线数地址线数=15 =15 西安电子科技大学国家级精品课程数字电路与系统设计国家级精品课程数字电路与系统设计二极管二极管ROMROM的结构图的结构图地址地址数据数据A A1 1A A0 0D D3 3D D2 2D D1 1D D0 00 0 0 01 10 00 01 10 0 1 10 01 11 11 11 1 0 01 11 11 10 01 1 1 10 01 10 01 1W W0 0W W1 1W W2 2W W
3、3 3ROMROM的数据表的数据表 西安电子科技大学国家级精品课程数字电路与系统设计国家级精品课程数字电路与系统设计D D3 3=W=W0 0+W+W2 2D D2 2=W=W1 1+W+W2 2+W+W3 3D D1 1=W=W1 1+W+W2 2D D0 0=W=W0 0+W+W1 1+W+W3 3地址地址数据数据A A1 1A A0 0D D3 3D D2 2D D1 1D D0 00 0 0 01 10 00 01 10 0 1 10 01 11 11 11 1 0 01 11 11 10 01 1 1 10 01 10 01 1W W0 0W W1 1W W2 2W W3 3D D3
4、 3=A=A1 1A A0 0+A+A1 1A A0 0D D2 2=A=A1 1A A0 0+A+A1 1A A0 0+A+A1 1A A0 0D D1 1=A=A1 1A A0 0+A+A1 1A A0 0D D0 0=A=A1 1A A0 0+A+A1 1A A0 0+A+A1 1A A0 0只读存储器（只读存储器（ROMROM）阵列图）阵列图ROMROM的阵列框图的阵列框图 西安电子科技大学国家级精品课程数字电路与系统设计国家级精品课程数字电路与系统设计ROMROM的阵列框图的阵列框图 ROMROM的阵列图的阵列图 只读存储器（只读存储器（ROMROM）阵列图）阵列图D D3 3=A=
5、A1 1A A0 0+A+A1 1A A0 0D D2 2=A=A1 1A A0 0+A+A1 1A A0 0+A+A1 1A A0 0D D1 1=A=A1 1A A0 0+A+A1 1A A0 0D D0 0=A=A1 1A A0 0+A+A1 1A A0 0+A+A1 1A A0 0西安电子科技大学国家级精品课程数字电路与系统设计国家级精品课程数字电路与系统设计(1)(1)数据存储数据存储(2)(2)存储函数、曲线关系表等存储函数、曲线关系表等 (3)(3)用用ROMROM实现组合逻辑函数实现组合逻辑函数只读存储器（只读存储器（ROMROM）的应用）的应用 地址地址数据数据A A1 1A
6、 A0 0D D3 3D D2 2D D1 1D D0 00 0 0 01 10 00 01 10 0 1 10 01 11 11 11 1 0 01 11 11 10 01 1 1 10 01 10 01 1W W0 0W W1 1W W2 2W W3 3D D3 3(A(A1 1,A,A0 0)=(0,2)=(0,2)D D2 2(A(A1 1,A,A0 0)=(1,2,3)=(1,2,3)D D1 1(A(A1 1,A,A0 0)=(1,2)=(1,2)D D0 0(A(A1 1,A,A0 0)=(0,1,3)=(0,1,3)输入输入 输出输出西安电子科技大学国家级精品课程数字电路与系统
7、设计国家级精品课程数字电路与系统设计D D3 3(A(A1 1,A,A0 0)=(0,2)=(0,2)D D2 2(A(A1 1,A,A0 0)=(1,2,3)=(1,2,3)D D1 1(A(A1 1,A,A0 0)=(1,2)=(1,2)D D0 0(A(A1 1,A,A0 0)=(0,1,3)=(0,1,3)用用ROMROM实现组合逻辑函数实现组合逻辑函数地址地址数据数据A A1 1A A0 0D D3 3D D2 2D D1 1D D0 00 0 0 01 10 00 01 10 0 1 10 01 11 11 11 1 0 01 11 11 10 01 1 1 10 01 10 01
8、 1W W0 0W W1 1W W2 2W W3 3输入输入 输出输出 西安电子科技大学国家级精品课程数字电路与系统设计国家级精品课程数字电路与系统设计例：用例：用ROMROM实现二进制码转换为格雷码。实现二进制码转换为格雷码。G3=m（8,9,10,11,12,13,14,15）G2=m（4,5,6,7,8,9,10,11）G1=m（2,3,4,5,10,11,12,13）G0=m（1,2,5,6,9,10,13,14）字二进制码格雷码B3B2B1B0G3G2G1G0W0W1W3W2W4W5W6W7W8W9W10W11W12W13W14W150000000000001000101000110
9、0000011001010001101010111110010111101001111111100011000011101010111101111101001010101101111010011111000西安电子科技大学国家级精品课程数字电路与系统设计国家级精品课程数字电路与系统设计二进制码转换为格雷码的阵列图二进制码转换为格雷码的阵列图逻辑符号图G3=m（8,9,10,11,12,13,14,15）G2=m（4,5,6,7,8,9,10,11）G1=m（2,3,4,5,10,11,12,13）G0=m（1,2,5,6,9,10,13,14）西安电子科技大学国家级精品课程数字电路与系统设计国
10、家级精品课程数字电路与系统设计ROM ROM 的分类的分类PROMPROM(programmable read-only memory)(programmable read-only memory)可编程可编程ROMROM用专门的编程器写入数据一次，一次性使用。用专门的编程器写入数据一次，一次性使用。EPROMEPROM（erasable programmable read-only erasable programmable read-only memorymemory）可察除可察除ROMROM用编程器写入数据，可重复使用。察除时用紫外线用编程器写入数据，可重复使用。察除时用紫外线照射。照射
11、。EEPROMEEPROM(E E2 2PROMPROM-electrically erasable-electrically erasable programmable ROMprogrammable ROM）电可察除电可察除ROMROM在芯片上有一专用电压端，当给它加上要求的电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。压后，就可写入新的数据，可重复使用。西安电子科技大学国家级精品课程数字电路与系统设计国家级精品课程数字电路与系统设计2.2.随机存取存储器（随机存取存储器（RAMRAM）随机存储器随机存储器SRAMSRAM的基本结构的基本结构 西安电子科技
12、大学国家级精品课程数字电路与系统设计国家级精品课程数字电路与系统设计3.3.存储器容量的扩展存储器容量的扩展(1)(1)位位(数据位数据位)的扩展的扩展西安电子科技大学国家级精品课程数字电路与系统设计国家级精品课程数字电路与系统设计(2)(2)字字(地址数地址数)的扩展的扩展 西安电子科技大学国家级精品课程数字电路与系统设计国家级精品课程数字电路与系统设计 9.2 9.2 可编程逻辑器件可编程逻辑器件 1.1.低密度可编程逻辑器件低密度可编程逻辑器件(PLD)(PLD)的结构特点的结构特点西安电子科技大学国家级精品课程数字电路与系统设计国家级精品课程数字电路与系统设计内部结构图内部结构图 简化
13、简化阵列阵列图图 最简最简阵列阵列图图 2.2.可编程逻辑器件可编程逻辑器件(PLD)(PLD)的阵列结构图的阵列结构图 西安电子科技大学国家级精品课程数字电路与系统设计国家级精品课程数字电路与系统设计 PROM PROM的结构特点的结构特点 西安电子科技大学国家级精品课程数字电路与系统设计国家级精品课程数字电路与系统设计现场可编程逻辑阵列现场可编程逻辑阵列FPLAFPLA结构特点结构特点 西安电子科技大学国家级精品课程数字电路与系统设计国家级精品课程数字电路与系统设计PALPAL和和GALGAL结构结构 西安电子科技大学国家级精品课程数字电路与系统设计国家级精品课程数字电路与系统设计例：例：
14、用用FPLAFPLA实现下列多输出函数。实现下列多输出函数。现场可编程逻辑阵列（现场可编程逻辑阵列（FPLAFPLA）的应用）的应用 西安电子科技大学国家级精品课程数字电路与系统设计国家级精品课程数字电路与系统设计ABCD00 01 11 1000 01 11 10 yABCD00 01 11 1000 01 11 10 wABCD00 01 11 1000 01 11 10 x111111111111111111西安电子科技大学国家级精品课程数字电路与系统设计国家级精品课程数字电路与系统设计P1P2P3P1P4P5P6P2P7P8 FPLA FPLA实现阵列图实现阵列图 ABCDw x yP
15、1P2 P8西安电子科技大学国家级精品课程数字电路与系统设计国家级精品课程数字电路与系统设计例例:用用FPLAFPLA实现四位二进制码转换为格雷实现四位二进制码转换为格雷码的代码转换阵列图。码的代码转换阵列图。G3=B3 G2=B3B2+B3B2 G1=B2B1+B2B1 G0=B1B0+B1B0字二进制码格雷码B3B2B1B0G3G2G1G0W0W1W3W2W4W5W6W7W8W9W10W11W12W13W14W1500000000000010001010001100000011001010001101010111110010111101001111111100011000011101010
16、111101111101001010101101111010011111000西安电子科技大学国家级精品课程数字电路与系统设计国家级精品课程数字电路与系统设计FPLAFPLA的实现阵列图的实现阵列图 G3=B3 G2=B3B2+B3B2 G1=B2B1+B2B1 G0=B1B0+B1B0西安电子科技大学国家级精品课程数字电路与系统设计国家级精品课程数字电路与系统设计例例:分析图所示时序逻辑电路。分析图所示时序逻辑电路。(1)(1)写出激励方程写出激励方程J J1 1、K K1 1、J J2 2、K K2 2、次态方程次态方程Q Q1 1n+1n+1、Q Q2 2n+1n+1和输出和输出Z Z；
17、(2)(2)列出该电路的状态表、列出该电路的状态表、画出状态图画出状态图;(3)(3)指出电路的功能。指出电路的功能。FPLA FPLA电路的分析电路的分析 西安电子科技大学国家级精品课程数字电路与系统设计国家级精品课程数字电路与系统设计J1=K1=1 J2=K2=XQ1(1)(1)写激励、次态和输出函数写激励、次态和输出函数 西安电子科技大学国家级精品课程数字电路与系统设计国家级精品课程数字电路与系统设计XQ2Q1Q2n+1Q1n+1 /Z000111100101/010/000/111/011/100/010/001/0000110111/01/01/11/00/00/00/10/0(2)(2)列出该电路的状态表、画出状态图列出该电路的状态表、画出状态图 西安电子科技大学国家级精品课程数字电路与系统设计国家级精品课程数字电路与系统设计000110111/01/01/11/00/00/00/10/0同步模同步模4 4可逆计数器。可逆计数器。X=0X=0时，实现模时，实现模4 4加加1 1计数器。计数器。X=1X=1时，实现模时，实现模4 4减减1 1计数器。计数器。Z Z为进位为进位/借位标志借位标志(3)(3)指出电路的功能指出电路的功能
