2022-2023学年高二物理竞赛课件：电路线性移位寄存器

电路线性移位寄存器 电路线性移位寄存器 移位寄存器可构成序列信号发生器，在通信及数字电路故障检测中应用广泛。 若反馈函数为： S=C0⊕(C1Q1)⊕…⊕(CnQn) 称为线性反馈移位移位寄存器（LFSR)。 例1：4位移位寄存器中，反馈函数为Q1⊕Q4，的电路产生的M序列为： 100011110101100 序列中1和0出现的概率接近相等，称为伪随机序列，N位移位寄存器所能产生的伪随机序列长度P≦2n-1,长度P= 2n-1的伪随机序列又称为M序列。 →1000→0001→0011→0111→1111→1110→1101→1010→0101→1011→0110→1100→1001→0010→0100 Q4Q3Q2Q1→ M序列的反馈函数 能用于存储大量数据或信号的器件。 §4-6 随机访问存储器与快闪存储器 半导体存储器：通过采用专门的电路结构，以满足大量数据存储要求的半导体器件。（触发器和寄存器虽然具有存储的功能，但触发器是小规模集成电路，寄存器为中规模集成电路，采用触发器或寄存器电路结构来存储大量数据是不可能的，也是得不偿失的。） 存储器： （硬盘、软盘、光盘等。这些设备具有存储大量数据或信号的存储特点，但它的存储单元不属于电气部件，不可与电气设备直接联接，需要接口电路。） 磁表面存储器 —硬盘、软盘等利用电磁特性的存储器 光存储器—各种光盘，采用激光照射产生的高温使光盘的表面凹进去表示2进制的1，平滑的地方表示0。 半导体存储器的分类 从集成工艺的角度分：MOS存储器和双极型存储器。 双极型存储器：速度快，功耗大，价格高。 例如：CPU中高速缓存。 MOS存储器：集成度高，功耗小，价格低。 例如：内存。 从读写方式的角度分：只读存储器（ROM）、随机访问存储器（RAM）。 RAM (Random Access Memory)可方便地读写数据，但当电源去掉后所存的信息立即消失。目前常用的RAM有SRAM（静态RAM）、DRAM（动态RAM）等。 ROM (Read-Only Memory)从字面意思上看只可读，但现在的ROM芯片均可写。 ＲＯＭ的分类 ROM 按信息的写入方式分为： 固定ROM：在工厂制作时就将需要存储的信息用电路结构固定下来，使用时无法再更改。 　例如：早期的主板BIOS芯片采用的是固定ROM，它的Firmware 代码是在芯片生产过程中固化的，并且 永远无法修改。（Firmware是软件，但与普通软件完全不同，它是固化在集成电路内部的程序代码，集成电路的功能就是由这些程序决定的。） 可编程ROM（简称PROM）：由用户按自己的需要写入信息，但只能写入一次，一经写入就不能修改。 　例如：一般显卡上的ROM上多采用这 种PROM，它的价格相对较低。 可擦可编程ROM（简称EPROM）：由用户写入信息后若需要改动时，还可以擦去重写。它具有较大的使用灵活性，但这种改写需使用专门的擦写设备，不可在线改写，而且费时，所以实际使用时常只读不写。 例如：带窗口的EPROM芯片，这种EPROM 可以用紫外线 来擦除原有的Firmware，并用 专用的读写器更新它的Firmware。 可电改写ROM（简称EEPROM）：由用户写入信息后若需要改动时可在线改写，无须专门的擦写设备。 例如：现在的主板BIOS，它是一种在一定的电压、电流条件 下，可对其Firmware进行更新的集成电路块。 　 快闪ROM（Flash ROM）: 它采 用以数据块为单位的电改写方式， 具有很高的写入速度。 　 存储器的内部结构 随机访问存储器（RAM） 存储矩阵 存储矩阵是由基本存储单元（可存储n位二进制数据）构成的存储列。 存储器的字数 能存入一“0”或一个“1”（即1bit信息），称之一个记忆单元。由n个记忆单元组成的一条信息叫一个“字”。存储器的字数反映了存储器的存储信息的多少。 存储器的位数 存储器每个“字”所具有的二进制位数称为存储器的位数。 习惯上称之为字长。 “字数×位数”称为存储器的存储容量 例：4×4RAM 内部结构 逻辑符号 寻址－－确定待访问的单元的过程。 二元寻址的16×1 R A M 0－3 1－3 2－3 3－3 S23 W0 W1 W2 W3 S22 0－2 1－2 2－2 3－2 S21 0－1 1－1 2－1 3－1 S20 0－0 1－0 2－0 3－0 译 码 器 0 1 2 3 A0 A1 读 / 写 控 制 电 路 CS I/ O0 I/ O1 I/ O2 I/ O3 S