大规模集成电路

[导读]在数字系统中，用来存贮信息的器件被称为存贮器。存贮器是由许多存贮单元组成，每个存贮单元可存放一位二进制数。通常一个二进制代码由若干位二进制数组成，我们称这样的二进制代码为一个字，它所包含的二进制数的位

在数字系统中，用来存贮信息的器件被称为存贮器。存贮器是由许多存贮单元组成，每个存贮单元可存放一位二进制数。通常一个二进制代码由若干位二进制数组成，我们称这样的二进制代码为一个字，它所包含的二进制数的位数称为字长。因此存放一各字长为A的数就需要A个存贮单元，我们称存放这一个字的A个存贮单元为一个信息单元。存贮器的容量是字数B与字长A的乘积，这也是存贮器中包含存贮单元的总数。
这一章我们只学习只读存贮器ROM（Read Olny Memory）的及其应用和可编程的逻辑阵列PLA（Programmable Logic Array）。

我们在学习时把这一章的内容分为两节，它们是：
第一节：ROM及其应用
第二节：PLA及其应用

§10、1 ROM及其应用

ROM在数字系统中的应用十分广泛。在使用时，它只能读出信息，而无法写入信息。

一:ROM的组成
ROM的电路结构包含三个主要部分：
存储矩阵：它是由许多存储单元排列而成，而且每个存储单元都被编为一个地址（地址变量）。
地址译码器：它是将输入的地址变量译成相应的地址控制信号，该控制信号可将某存储单元从存储矩阵中选出来，并将存储在该单元的信息送至输出缓冲器。
输出缓冲器：它是作为输出驱动器和实现输出的三态控制。

二：ROM的应用（通过例题说明）

例1：把表（1）的内容用ROM电路表示出来。

从表中我们可以得出如下表达式：
D₃=A₁A₀+A₁A₀
D₂=A₁A₀+A₁A₀
D₁=A₁A₀+A₁A₀D₁=A₁A₀+A₁A₀+A₁A₀

将地址变量作为逻辑变量，则地址译码器提供的每个最小项，即相当于"与"运算。每一位线，对最小项实现"或"运算.得的ROM阵列为：如图(2)所示.

从例题我们可以看出：ROM电路是将逻辑函数通过与--或网络的形式表示出来。通过地址译码器形成输入变量的所有的最小项（实现"与"运算)，再通过存贮矩阵实现"或"运算，这样就形成了各个输出函数。

三：ROM的扩展

存贮器的容量是字数与字长的乘积。ROM的扩展分为字扩展和位扩展，位扩展即字长扩展。

§10、2 PLA及其应用

在使用ROM时，由于它的地址译码器是固定的，因此不能对函数进行化简，从而多占了ROM芯片的面积。为了解决这个问题，我们就使用可以对函数进行化简的器件——PLA

一：PLA
PLA是能够编程的逻辑器件。它能够对逻辑"与"、"或"阵列进行编程，利用PLA，可以很方便的实现组合逻辑和时序逻辑。
例：1 用PLA实现一位二进制全加器
全加器的最简逻辑表达式为（参见第四章第三节）：

S=ABC_i-1+ABC_i-1+ABC_i-1+ABC_i-1
C_i=AB+AC_i-1+BC_i-1该式中共有七个乘积项，它们是：
P₀=ABC_i-1P₁=ABC_i-1P₂=ABC_i-1P₃=ABC_i-1P₄=ABP₅=AC_i-1P₆=BC_i-1
根据上述，可得出PLA全加器的阵列结构图为：如图（1）所示