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第八章半導(dǎo)體存儲(chǔ)器教學(xué)目的:1只讀存儲(chǔ)器(rom)電路結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)。2(參考版)

2024-09-09 15:37本頁(yè)面
  

【正文】 。通過擴(kuò)展可以得到大容量的存儲(chǔ)器,以滿足實(shí)際需要。 單片隨機(jī)存取存儲(chǔ)器芯片的容量比較小,往往不能滿足需要,實(shí)際使用時(shí),一般都需要進(jìn)行擴(kuò)展??梢噪S時(shí)、快速地讀或?qū)憯?shù)據(jù),但其存儲(chǔ)的信息隨電源斷電而消失,是一種易失性的讀寫存儲(chǔ)器,因此多用于需要頻繁更換數(shù)據(jù)的場(chǎng)合。常見的有固定 ROM、 PROM、 EPROM、 EEPROM等,而可編程只讀存儲(chǔ)器 EPROM、 EEPROM更為常見,但可編程 ROM要用專用編程器進(jìn)行編程。 ROM是一種非易 失性的存儲(chǔ)器,它存儲(chǔ)的是固定信息,只能被讀出,不能隨意更改。這兩類的存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)不同。 本章小結(jié) 存儲(chǔ)器是現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)中重要的組成部分,它是由許多存儲(chǔ)單元組成的,每個(gè)存儲(chǔ)單元可以存儲(chǔ)一位二值邏輯(二進(jìn)制數(shù) 0或 1)。上述 4結(jié)構(gòu)的分類列于表 ?!? ≥1 ≥1O2O1O0與陣列( 固定) 解: 在 Y1及 Y2表達(dá)式中共有七個(gè)乘積項(xiàng),它們是: 上式可改寫成: Y1 =P0+P1+P2+P3 Y2 =P4+P5+P6 根據(jù)上式,可畫出由 PLA實(shí)現(xiàn)全加器的陣列結(jié)構(gòu)圖如圖 。amp。amp。amp。O2O1O0與陣列( 可編程)≥1 ≥1 ≥1I2或陣列( 可編程)amp。amp。amp。 圖 圖 PLA 結(jié)構(gòu) 圖 用 PLA 實(shí)現(xiàn)函數(shù) 例 用 PLA實(shí)現(xiàn)函數(shù) A B CCBACBACBAY ????1BCCABAY ???2P 0 P 1 P 2 P 3 P 4 P 5 P 6 Y1 A A B B C C Y2 I2或陣列( 可編程)amp。在輸出端產(chǎn)生簡(jiǎn)化的函數(shù)與-或表達(dá)式,工作速度快,節(jié)省硬件。 PLA是處理邏輯函數(shù)的一種更有效的方法,其結(jié)構(gòu)與 ROM類似,但它的與陣列是可編程的, 且是部分譯碼方式,只產(chǎn)生函數(shù)所需要的乘積項(xiàng)。 3. PLA( Programmable Logic Array)結(jié)構(gòu) 在 ROM中,與陣列是全譯碼方式,對(duì)于大多數(shù)邏輯函數(shù)而言,并不需要使用輸入變量的全部乘積項(xiàng),當(dāng)函數(shù)包含較多的約束項(xiàng)時(shí),許多乘積項(xiàng)是不可能出現(xiàn)的。 圖 PROM 結(jié)構(gòu) 圖 PROM結(jié)構(gòu) 與陣列為全譯碼方式,輸出為 n個(gè)輸入變量可能組合的全部最小項(xiàng),即 2n個(gè)最小項(xiàng);或陣列是可編程的,由用戶編程。 ABC D amp。見表 。輸出電路視器件的不同而異,一般有固定輸出和可組態(tài)輸出兩種。 PLD的基本結(jié)構(gòu)框圖如圖 。 圖 PLD 的基本結(jié)構(gòu)框圖 1. PLD的基本結(jié)構(gòu) 一般 PLD器件是由與陣列和或陣列、輸入緩沖電路和輸出電路組成的。 二、 可編程邏輯器件的結(jié)構(gòu) 目前常用的可編程邏輯器件都是從與或陣列和門陣列兩類基本結(jié)構(gòu)上發(fā)展起來的,從結(jié)構(gòu)上可分為兩大類器件: PLD器件和 FPGA器件。 4. 靜態(tài)存儲(chǔ)器 (SRAM)的編程元件。 2. 紫外線擦除、電 可編程的 EPROM(UVE PROM)即 VUCMOS工藝結(jié)構(gòu)。優(yōu)點(diǎn)是( 1)設(shè)計(jì)周期短,風(fēng)險(xiǎn)?。唬?2)高性能,高可靠性;( 3)成本低廉,維修方便。 PLD開發(fā)系統(tǒng)由硬件和軟件兩部分組成。 PLD是 20世紀(jì) 80 年代發(fā)展起來的一種標(biāo)準(zhǔn)化、通用的可編程的數(shù)字邏輯電路,集門電路、觸發(fā)器、多路選擇開關(guān)、三態(tài)門等器件于一身。前面章節(jié)介紹的電路均為通用型數(shù)字電路,它們有很強(qiáng)的通用性,但邏輯功能簡(jiǎn)單且固定不變。 圖 用 2114A RAM 組成 1024 16 存儲(chǔ)器 3. 常用存儲(chǔ)器集成電路簡(jiǎn)介 下面將常用的集成存儲(chǔ)器歸納列于表 。 當(dāng)然也可以進(jìn)行字位同時(shí)擴(kuò)展。 例 試用 256 4存儲(chǔ)器擴(kuò)展成 1024 4存儲(chǔ)器。若字?jǐn)?shù)擴(kuò)展 N倍,則相應(yīng)增加 n( Nn?2 ) 位高位地址線,可以通過外加譯碼器控制芯片的片選輸入端 CS 來實(shí)現(xiàn)。字?jǐn)?shù)若增加,地址線需要做相應(yīng)的增加,下面舉例說明實(shí)現(xiàn)方法。字?jǐn)U展就是把幾片相同 RAM的數(shù)據(jù)線并接在一起作為共用輸入輸出端,讀 /寫控制線 WR 線也并接在一起共用,把地址線加以擴(kuò)展,去控制各片的片選 CS 。 解:即將 1024 4擴(kuò)展為 1024 16,需要 1024 4RAM的片數(shù)為 ? ?片==一片存儲(chǔ)量 總存儲(chǔ)量 441024 161024 ???N 只要把 4片 RAM的地址線并聯(lián)在一起 , WR 線 并聯(lián)在一起 ,片選 CS 線也并聯(lián)在一起 , 每片 RAM的 I/O端并行輸出到 1024 16存儲(chǔ)器的 I/O端作為數(shù)據(jù)線 I/O0~ I/O3,即實(shí)現(xiàn)了位擴(kuò)展,其擴(kuò)展連接圖如圖 。下面用一個(gè)具體的例子說明位擴(kuò)展的過程。字?jǐn)?shù)滿足了要求,即地址線不用增加。 RAM的擴(kuò)展有位擴(kuò)展和字?jǐn)U展兩種,也可以將位、字同時(shí)擴(kuò)展以滿足對(duì)容量的需求。 表 611 6264 和 62256 的操作控制 CE OE WE D0~ D7 讀 VIL VIL VIH 數(shù)據(jù)輸出 寫 VIL VIH VIL 數(shù)據(jù)輸入 維持 VIH 任意 任意 高 阻 態(tài) 2. RAM 的擴(kuò)展 一片 RAM的存儲(chǔ)容量是一定的。操作控制列于表 。 圖 6116 引腳圖 低功耗維持方式 當(dāng) CS =1時(shí),芯片進(jìn)入這種工作方式,此時(shí)器件電流僅 20μ A左右,故系統(tǒng)斷電時(shí)可以用電池保持 RAM內(nèi)容。 6116有 3種工作方式: 寫入方式 當(dāng) CS =0, OE =1, WE =0時(shí),數(shù)據(jù)線 D0~ D7上的內(nèi)容存入 A0~ A10相應(yīng)的單元。顯然, 6116可存儲(chǔ)的字?jǐn)?shù)為 211=2048( 2K),字長(zhǎng)為 8位,其容量為 2048字 8位 /字 =16384位; CE 為片選端,低電平有效; OE 為輸出使能端,低電平有效; WE 為讀 /寫控制端。 ( 2) 6116芯片 6116是一種典型的 CMOS靜態(tài) RAM,其引腳如圖 。當(dāng) CS = 0,同時(shí) R/W = 1時(shí),讀 /寫控制電路工作在讀狀態(tài),即將上述選中的單元數(shù)據(jù)送出到 I/01~ I/04;當(dāng) CS = 0, R/W = 0時(shí),讀 /寫控制電路工作在寫狀態(tài),在 I/01~ I/04端的數(shù)據(jù)將被寫入指定的四個(gè)單元中。 圖 2114A 電路結(jié)構(gòu) 框圖 10條地址線分為兩組譯碼, A3~ A8六位地址碼送到行地址譯碼器中,通過輸出信號(hào) X0~X63從 64行存儲(chǔ)單元中選出指定的一行,另外四位地址碼 A0、 A A2和 A9送到列地址譯碼器中,通過輸出信號(hào) Y0~ Y15再?gòu)囊呀?jīng)選定的一行中選出要進(jìn)行讀 /寫的一列( 4個(gè)存儲(chǔ)單元)。芯片為雙列直插 18腳封裝,采用單一 +5V電源,全部電平和位線 字線 T CA CS TTL電路兼容。下面簡(jiǎn)單介紹常用的 2114A芯片和 6116芯片。 動(dòng) 態(tài)存儲(chǔ)單元比靜態(tài)存儲(chǔ)單元所用元件少、 集成度高,適用于大 容量存儲(chǔ)器。因?yàn)橛捎?CS放電,使 uCs下降,破壞了存儲(chǔ)單元原來的數(shù)據(jù)。這時(shí) CS經(jīng) T向位線上的電容 CA充電,使 uCA上升到高電平,位線上獲得高電平,讀出數(shù)據(jù)“ 1”。 圖 寫入數(shù)據(jù)為 1還是為 0和數(shù)據(jù)線的高低電平相對(duì)應(yīng)。 電容 CA是數(shù)據(jù)線上的分布電容。 圖 。采用
點(diǎn)擊復(fù)制文檔內(nèi)容
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