数字逻辑与数字系统ROM课件.pptVIP

《数字逻辑与数字系统》余文北京邮电大学计算机科学与技术学院

4.3只读存储器1.ROM的特点和性能指标2.ROM的分类3.ROM的结构与工作原理4.ROM的应用

ROM的特点和性能指标wROM只能读出工作时，将地址加到ROM地址输入端，便可在数据输出端得到一个事先存入的数据。w优点:不易失性.断电后，存储数据不会丢失.可长久保存.常存放固定数据、程序和函数表。w缺点:不能重写或改写。w最初存入数据的过程，称为对ROM进行编程.

ROM的性能指标存储容量和存取时间w存储容量存储器存放信息的能力，存储容量越大，所能存储的信息越多，功能越强。w存取时间存取时间指一个读(或写)周期。读(或写)周期越短，存取时间越短，存储器工作速度越高。

ROM的分类根据编程方式，分为固定ROM、一次编程ROM、多次改写编程ROM和闪速存储器四类。w固定ROM掩模式只读存储器,数据在芯片制造过程“固化”在ROM中，使用时读出，不能改写。通常存放固定数据、程序和函数表等。可向厂家定做。固定ROM可靠性好，集成度高,适宜大批量生产。w一次编程只读存储器（PROM）出厂时所有存储元全0或全1，用户可自行改1或0。用熔丝烧断或PN结击穿法编程，烧断或PN击穿不能恢复,一次性编程.编程完毕内容永久保存.已少使用。

ROM的分类w可多次编程的只读存储器光擦可编程只读存储器EPROM电擦可编程只读存储器E2PROM电改写只读存储器EAROM可用紫外光照射或加电法擦除已写入的数据，用电方法可重新写入新的数据。可多次改写内容。w闪速存储器（FLASH)英特尔上世纪90年代发明的一种高密度、非易失性的可读/写存储器,既有EEPROM的特点，又有RAM的特点，无须编程器.

ROM的结构与工作原理组成:由存储矩阵、地址译码器、输出缓冲电路组成。存储矩阵:存储单元组成。存储单元中存储元个数为字长地址译码器:地址码到存储单元的映射.每个地址使一条字线有效，该单元信息将送至输出缓冲器读出输出缓冲器：读出电路，数据输出线D—D又称位线01m-1

一次编程只读存储器的结构w地址译码器和存储矩阵分别由与门和或门阵列组成.w与门阵列和或门阵列可用二极管构成(如图)。w地址线:A1、A0;w字线(W0--W3);与门阵列的输出.w位线(数据线):D3--D0或门阵列的输出.w存储容量:存储单元数乘位数（字数乘位数）。图例：存储容量为4x4(位)

二极管ROM模型w地址译码--与阵列:每个地址产生一条（高电平）有效字线(W0---W3),使或阵列一个单元输出数据D3---D0w存储矩阵--或阵列:字线W与位线的交叉点是存储元。交叉点接二极管相当于存储1，不接相当于存储0w如A1A0=11W线有效,若EN’=0,则D3-D0=11103

二极管ROM模型【例】A1A0=00时，W0线高电平（左上两二极管截止）或门阵列中D2’、D0’为1（左下两个二极管导通），若EN’=0，ROM输出为DDDD=0101。3210分析：A1A0=01时,ROM输出DDDD=？3210

ROM点阵结构表示法ROM的结构可用阵列图来表示：w地址线、字线，（数据）位线。w字线和位线相互垂直，与阵列在上（左）,或阵列在下（右）.w与阵列交叉点（黑点）表示有一个二极管.无黑点表示没有。w存储矩阵交叉点(黑点)表示存储元存1，无黑点表示存0。

ROM工作原理(编程)把ROM看作组合电路，地址码A1A0是输入变量，数据码D3---D0是输出变量，则输出：

ROM的工作原理把ROM看作存储单元w与阵列不编程。或阵列（存储矩阵）编程。w或阵列不同，每个单元中存储的数据不同.

示例1：一个8（字线）×4（数据）的存储器阵列图若n条地址线，可产生字线为条，寻址22nn个单元。若输出是m位，存储器的总容量是2n×m。如当地址码AAA＝000时，使字线P＝1，数据0000输出。0210如当地址码A2A1A0＝011时，数据输出是什么?。

多次改写编程的只读存储器w除一次编程只读存储器（PROM）外，多次改写编程的只读存储器有w光（紫外线）擦可编程只读存储器w电擦可编程只读存储器w电改写只读存储器

图例：下图是紫外线擦除、电可编程的EPROM2716器件逻辑框图和引脚图。地址线A～A，字线2048条.010数据输出/输入线D～D07容量:211×8位。CS为片选控制信号。OE/PGM为读出/写入控制端:低电平时输出有效，高电平时进行编程（写入数据）16

ROM的应用组合逻辑设计w代码转换器w组合逻辑函数计算机系统w初始引导和加载程序的固化;w微程序控制器的设计;w函数