FPGA零基础学习：半导体存储器和可编程逻辑器件简介

最新推荐文章于 2025-03-10 10:50:08 发布

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#大数据

本文介绍了半导体存储器的种类，如ROM、PROM、EPROM、EEPROM、FLASH和RAM，以及它们的特性。同时，讨论了集成电路、ASIC和PLD，特别是CPLD和FPGA在现代电子系统中的应用和重要性。FPGA因其可编程性和广泛应用前景，在安防、工业和新兴领域如5G、人工智能中扮演关键角色。

半导体存储器是一种能存储大量二值信息的半导体器件。在电子计算机以及其他一些数字系统的工作过程中，都需要对大量的数据进行存储。因此，存储器也就成为了数字系统不可缺少的组成部分。

由于计算机处理的数据量越来越大，运算速度越来越快，这就要求存储器具有更大的存储容量和更快的存取速度。通常把存储量和存取速度作为衡量存储器性能的重要指标。因为半导体存储器的存储单元数目及其庞大而器件的引脚数目有限，所以在电路结构上就不可能像寄存器那样把每个存储单元的输入和输出直接引出。为了解决这个矛盾，在存储器中给每个存储单元编了一个地址，只有被输入地址代码指定的那些存储单元才能与公共的输入/输出引脚接通，进行数据的读出或写入。

半导体存储器的种类很多，首先从存、取功能上可以分为只读存储器（read only memory 简称ROM）和随机存储器（random access memory 简称RAM）两大类。

ROM：只读存储器（Read-Only Memory）是一种只能读取资料的存储器。在制造过程中，将资料以一特制光罩（mask）烧录于线路中，其资料内容在写入后就不能更改，所以有时又称为“光罩式只读内存”（mask ROM）。此内存的制造成本较低，常用于电脑中的开机启动如启动光盘，在系统装好的电脑上时，计算机将C盘目录下的操作系统文件读取至内存，然后通过cpu调用各种配件进行工作这时系统存放存储器为RAM。

ROM：可编程只读存储器（Programmable ROM，PROM）之内部有行列式的熔丝，是需要利用电流将其烧断，写入所需的资料，但仅能写录一次。PROM在出厂时，存储的内容全为1，用户可以根据需要将其中的某些单元写入数据0。部分的PROM在出厂时数据全为0，则用户可以将其中的部分单元写入1，以实现对其“编程”的目的。PROM的典型产品是“双极性熔丝结构”，如果我们想改写某些单元，则可以给这些单元通以足够大的电流，并维持一定的时间，原先的熔丝即可熔断，这样就达到了改写某些位的效果。另外一类经典的PROM为使用“肖特基二极管”的PROM，出厂时，其中的二极管处于反向截止状态，还是用大电流的方法将反相电压加在“肖特基二极管”，造成其永久性击穿即可。

EPROM：可抹除可编程只读存储器（Erasa