狀態庫-多路開關陣只讀存貯器的製作方法

2023-05-10 21:31:41

專利名稱：狀態庫-多路開關陣只讀存貯器的製作方法
技術領域：
狀態庫－多路開關陣只讀存貯器屬於大規模集成電路領域。
目前只讀存貯器ROM(圖1)一般有地址解碼矩陣〔1〕和存貯矩陣〔2〕兩部分。所需存貯的信息以字為單位存放在存貯矩陣中，所存貯的每一字對應地址解碼矩陣輸出的每一地址以實現對所有信息的讀取。存貯矩陣的大小以字數×位數表示，其決定了整個ROM的容量。實用的ROM採取圖2的結構。有片選電路〔3〕列解碼器〔4〕，行解碼器〔5〕存貯矩陣〔2〕、列選擇電路〔7〕、輸出驅動器〔6〕。列解碼器、行解碼器、列選擇電路一起完成地址解碼。它的存貯矩陣是隨存貯字數大小和每字位數而變的關係為2n×m，它們的連接方式如圖3。這樣的ROM以存貯矩陣存貯信息，每一位要佔一個存貯單元，而ROM在讀取時是以字為單位的，通常字為8位，即一個字節。在大的存貯器中，字的數量要遠遠大於位數而且也遠大於每一個字的最大可能狀態數。這樣勢必造成大量重複字的存貯，出現存貯冗餘現象。例如字為8位最大可能狀態數為28＝256，存貯256K字時，平均重複為256K／256＝1024倍。
本實用新型發明的目的在於取消原ROM中存貯冗餘現象，簡化ROM電路，降低ROM製造成本，提高ROM存貯容量。
本實用新型的目的是通過改變ROM結構，建立狀態庫和多路開關陣來實現的。狀態庫——多路開關陣(圖7)有片選電路〔3〕列解碼器〔4〕行解碼器〔5〕2m－1個多路開關陣〔8〕狀態庫〔9〕和輸出驅動器〔6〕。我們將圖1所示的存貯矩陣〔2〕中相互重複的字進行合併即將相互重複的字省去，只保留一個，形成最大為2m×m的存貯矩陣稱之為狀態庫(圖4a.9)。它所存的是一個字的各種可能狀態，彼此互相不重複。它只與每字位數有關，一旦位數定下來，狀態庫是一常數，不隨存貯字數變化。然後將相互重複的字所對應的地址用邏輯或門合併在一起，連接到狀態庫相對應的狀態字上。這些或門與地址解碼矩陣一起，組成2m個多路開關陣(圖4b.8)。
本實用新型結合實施例做進一步細述。我們用NMOS電路提供一個多路開關陣結構。TTL、CMOS等亦可效仿。圖5是多路開關陣的連線圖。它與原ROM的列選擇電路相比，結構形成相同，基本單元效量是列選擇電路的(2i＋1)倍。它利用了MOS電路中傳輸門連線邏輯，輸出各字線Wj，可彼此相互連線形成或門邏輯電路因此可以在地址解碼矩陣基礎上，用連線把相應的字線連線即可實現多路開關陣，而無需再增加基本單元。這樣地址解碼矩陣改換成多路開關陣，只是增加了(2i＋1)倍的基本單元數和線數。其絕對大小與存貯字數有關為2n＋2i(當n為偶數時i取 (n)/2 ，n為奇數時i取 (n＋1)/2 )。
本實用新型利用狀態庫集合關係簡化多路開關陣(圖6)當每字的位數定下後，狀態庫的字數即狀態數就定了。也就是說，ROM的輸出只是這些狀態S＝〔S0S1····S2m－1〕中的一種。我們可以根據Si＝S0+…+Si-1+Si+1+…+S2m-1邏輯關係，簡化掉與Si相對應的一個多路開關電路即在狀態庫前加個或非門〔10〕。這樣就是有2m－1個多路開關陣〔8〕。Si可選擇所存數據中重複率最高的狀態字。
附圖8為本實用新型線路圖。
如果採取狀態庫和多路開關陣結構，可實現簡化PROM。欲存貯的數據取決於連接圖5中字地址線Wj。因而我們可用易熔絲將每一字線與每一狀態字連接起來實現PROM。要使用時，用大電流燒掉其餘的熔絲，只保留一根相應的熔線即可。
本實用新型的優點在於(1)採用狀態庫－多路開關陣結構，簡化存貯矩陣，簡化電路，使其減少基本單元電路的數量，節省矽片面積，提高存貯容量。現在ROM主要部分是存貯矩陣，它需佔2n×m個基本單元面積。而本實用新型所佔面積最大是多路開關陣，需佔約2n個基本單元。(ROM其它部分所佔面積都遠小於2n數量級，可忽略不計)。n一般為8，則本實用新型與現有ROM比值為 (2n)/(2n×8) ＝ 1/8 。也就是說簡化了8倍即在同等集成密度情況下，可提高8倍存貯量。
(2)利用狀態庫集合關係可以減少一個多路開關陣，簡化掉一定數量基本單元及相應連線。
(3)本實用新型成本低，工序簡單，價格便宜。


如下附圖1為原ROM框圖，1為地址解碼矩陣，2為存貯矩陣。
附圖2為原ROM實用框圖，3為片送電路，4為列解碼器，5為行解碼器，6為輸出驅動器，7為列選擇電路，2為存貯矩陣。
附圖3為原ROM線路圖。4為列解碼器，5為行解碼器7為列選擇電路，2為存貯矩陣。
附圖4為本實用新型框圖。1為地址解碼矩陣，9為2m×m狀態庫，8為2m個多路開關陣。
附圖5為多路開關陣線路圖。4為列解碼器，5為行解碼器，Wj為字地址線，8為多路開關陣。
附圖6為簡化多路開關陣框圖。8為2m－1個多路開關陣，9為2m×m狀態庫，10為或非門。
附圖7為本實用新型實用框圖。3為片選電路4為列解碼器，5為行解碼器，8為2m－1個多路開關陣，9為狀態庫6為輸出驅動器。
附圖8為本實用新型線路圖，4為列解碼器，5為行解碼器，8為2m－1個多路開關陣9為狀態庫，10為或非門。
權利要求1.一種狀態庫-多路開關陣只讀存貯器，有片選電路，列解碼器，行解碼器、輸出驅動器，其特徵在於它有多路開關陣和狀態庫。
2.根據權利要求1所述的多路開關陣，其特徵在於在狀態庫前加一或非門，簡化掉一個多路開關陣。
3.根據權利要求1所述的存貯器，其特徵在於可編程只讀存貯器中也有多路開關陣和狀態庫。
專利摘要狀態庫一多用路開關陣只讀貯器屬於大規模集成電路領域。本實用新型有片選電路，列解碼器，行解碼器，多路開關陣、狀態庫和輸出驅動器。它採用狀態庫和多路開關陣結構，簡化了原存貯矩陣，節省了矽片面積，提高了存貯容量，改變了原ROM存貯冗餘現象。
文檔編號G11C17/00GK2050214SQ88214218
公開日1989年12月27日 申請日期1988年9月28日 優先權日1988年9月28日
發明者林 建 申請人:中國人民解放軍總參四部