第八章 半导体存储器与可编程逻辑器件
8.1 概述
在数字系统和电子计算机工作过程中,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。
半导体存储器的分类:
随机存储器 (简称问gRAM)
只读存储器(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。
RAM按存储单元的结构类型分:
(1)静态RAM(简称(SRAM)
SRAM特点:
存储单元结构较复杂,集成度低,但读写速度快。
(2)动态RAM (简称DRAM)
DRAM的特点:
存储单元结构简单,集成度高,价格便宜,广泛用于计算机中。
目前,DRAM向大容量.高集成度和高速专用化发展。
2. 只读存储器(ROM)
一般存入固定数据,工作时只需读出所存的数据,ROM中存储的数据即使断电也不会丢失。
按照ROM数据写入的方式,可分为:
(1)掩膜ROM
掩膜ROM存储的数据是在集成电路厂确定的,用户无法更改。
(2)可编程ROM(简称PROM)
PROM中的数据由用户自己写入,但只能写一次,写后无法改变。
(3) 可擦除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) 点可擦除EPROM (ji简称E2PROM)
E2PROM用电可擦除存入的数据,使用起来更加方便。
3. 可编程逻辑器件(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
ROM是一种早期的PLD,由于结构的限制,它更适合于存储数据。
b. 可编程逻辑陈列组成,可以实现任意逻辑函数。
c可编程陈列逻辑(简称(PAL)
d. 通用陈列逻辑(简称GAL)
GAL是在PAL基础上发展起来的,它采用了E2CMOS工艺,实现了可改写,由于其输出结构是可编程的逻辑宏单元,给逻辑设计带来很大的灵活性。
低密度PLD的主要特点:
集成度低,结构简单,仅能实现较小规模的逻辑电路。
FPGA的主要特点:
(1) 基于SRAM结构。
(2) 采用查表作为基本逻辑单元。
(3) 容量大,设计灵活。
(4) 每次上电时要进行数据加载。
密度和性能的持续提高.低廉的开发费用和快速的上市时间正在使设计人员转向FPGA.