第7章-存储器、复杂可编程器件和现场可编程门阵列

7 存储器、复杂可编程器件和现场可编程门阵列

7.1 只读存储器

7.1.1 指出下列存储器系统各具有多少个存储单元，至少需要几根地址线和数据线。 （1）64 K×1 （2）256 K×4 （3）1 M×1 （4）128 K×8 解：求解本题时，只要弄清以下几个关系就能很容易得到结果： 存储单元=字数×位数

地址线根数（地址码的位数）n与数字N的关系为：N=2 数据线根数=位数

（1）存储单元=64 K×1=64 K（注：1 K=1 024）；因为，64 K=2，即n=16，所以地址线为16根，数据线根数等于位数，此处为1根。 同理得：

（2）1 M个存储单元，18根地址线，4根数据线。 （3）1 M个存储单元，20根地址线，1根数据线。 （4）1 M个存储单元，17根地址线，8根数据线。

7.1.2 设存储器的起始地址为全0，试指出下列存储系统的最高地址为多少？ （1）2 K×1 （2）16 K×4 （3）256 K×32

解：因为存储系统的最高地址=字数+起始地址－1，所以它们的十六进制地址是： （1）7FFH (2)3FFFH (3)3FFFFH

7.1.3 试确定ROM实现下列逻辑函数时所需的容量： （1）实现两个3位二进制数相乘的乘法器。

（2）将8位二进制数转换成十六进制数（用BCD码表示）的转换电路。

解：用ROM实现逻辑函数，逻辑函数的输入变量由ROM地址线输入，逻辑函数值由ROM数据线输出。

（1）两个3位二进制数相乘，共有6位输入，即需要6根地址线；两个3位二进制数相乘的最大值是49，即111×111=110001，共需要6为输出，所以ROM得容量应为2×6位。 8位二进制数转换成十进制数的最大值为255，用BCD码表示为1001010101，即输入8位，输出10位，所以ROM得容量应为2×10位。

7.1.4用一片128×8位的ROM实现各种码制之间的转换。要求用从第0个地址单元（全0地址）开始的前16个单元中的10个，实现8421BCD码到余3码的转换；用第16个地址单元开始，接下来的16个单元中的10个，实现余3码到8421BCD码的转换。试求： （1）列出ROM的地址与内容对应关系的真值表。

（2）确定输入变量和输出变量与ROM地址线和数据线的对应关系。

（3）简要说明将8421BCD码到0101转换成余3码和将余3码的1001转换成8421BCD码的过程。

解：（1）设128×8位ROM的7根地址线分别为A6A5A4A3A2A1A0，8根数据线为

8616nD7D6D5D4D3D2D1D0。实现码制转换的ROM地址与内容对应关系的真值表如表题解7.1.4

所示。

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（2）根据表题解7.1.4的关系可知，输入变量对应地址线的A3A2A1A0，输出变量对应数据线的D3D2D1D0（也可用D7D6D5D4，但表中的内容也要做相应调整）。A4作为转换控制位。当A4=0时，实现8421BCD码到余3码的转换；当A4=1时，实现余3码到8421BCD码的转换。 （3）要将8421BCD码的0101转换成余3码时，输入地址码应为A6A5A4A3A2A1A0=00000101，此时D3D2D1D0的数据输出1000即为余3码。

而将余3码的1001转换成8421BCD码时，输入地址码应为A6A5A4A3A2A1A0=00011001，此时D3D2D1D0的数据输出0110即为8421BCD码。注意，这里A4必须为1。

7.1.5 利用ROM构成的任意波形发生器如图题7.1.5所示，改变ROM的内容，即可改变输出波形。当ROM的内容如表题7.1.5所示时，画出输出端随CP变化的波形。

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解：由图题7.1.5可以看出，二进制递增计数器在CP作用下不断生成ROM的地址码。ROM的数据输出控制电子开关，当ROM的数据输出为1时，电子开关RREF；ROM的输出为0时，电子开关接地。运放和相关电阻工程反相比例加法电路，其输出电压与D3～D0的关系为

8D3RREF?2D1RREF4D2RREF?DRv0??Rf?0REF????RRRR??

RREFRf??(D0?2D1?4D2?8D3)R设K?RREFRfR，则v0与D3～D0的对应关系如表题解7.1.5所示。

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V0一个周期的输出波形如图题解7.1.5所示。

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