ROM的使用与编程技术

EPROM的优点是一块芯片可以多次反复使用，但是它有两个明显的缺点：一是每次编程要从电路中拔下来，先用紫外线擦除器擦除原内容，然后再进行编程；二是它的擦除是对芯片整体擦除，哪怕只需要修改一位，也必须把整个芯片内容都擦除，然后再重新写入，使得对其重新编程很不方便，因此就产生了电可擦除可编程ROM（Electrically EPROM），简称E²PROM。

E²PROM是一种在线可编程只读存储器，其擦除过程不需要用紫外线光源，而是普通的电源，其基本存储单元等效电路如图5-16所示。

图5-16 E²PROM基本存储单元等效电路

与EPROM相似，它是在EPROM基本单元电路的浮栅上面再生成一个浮栅，前者称为第一级浮栅，后者称为第二级浮栅。可给第二级浮栅引出一个电极，使第二级浮空栅极接某一电压VG。若VG为正电压，第一级浮空栅极与漏极之间产生隧道效应，使电子注入第一级浮空栅极，即编程写入。若使VG为负电压，则使第一级浮空栅极的电子散失，即擦除。擦除后可重新写入，擦除可以按字节进行。E²PROM既能像RAM那样随机地进行改写，又能像ROM那样在掉电的情况下所存信息不丢失，即E²PROM兼有RAM和ROM的双重功能特点，因此，使用起来十分方便。下面以Intel公司生产的2864A为例，说明E²PROM的基本特点和工作方式。

2864A的容量为8KB×8，图5-17为2864A功能框图。8KB容量的2864A内部结构为256行×32列的矩阵。A₇～A₀为行地址，经译码后用以选择256行字线，A₁₂～A₈为列地址，用以选择32列，每条字线结构为8位。该芯片设置有地址信号和数据输入的锁存器，所以在进行时间较长的擦除或写入操作时，2864A可释放这些系统总线。2864A使用单一的+5V电源，因为编程时所需的21V编程升压电路已集成在芯片内。片内具有防写保护单元，适于现场修改参数。

2864A为双列直插式封装，28个引脚与EPROM 2764A兼容。各引脚排列如图5-18所示。引脚定义见表5-5。

图5-17 2864A功能框图

图5-18 2864A引脚图

表5-5 2864A芯片引脚及功能

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2864A有四种工作方式，其工作方式选择见表5-6。

表5-6 2864A工作方式选择

（1）读方式

在读方式时，，，允许CPU读取2864A的数据。当CPU发出地址信号和相应控制信号后，经一定延时（读取时间约为250ns），2864A即可将数据送入数据总线。

（2）字节写入/擦除方式

2864A具有以字节为单位的擦写功能，擦除和写入是同一种操作，即都是写入，只不过擦除是固定写”1”，即数据输入恒为TTL高电平；写入时，数据线上是0或1（字节写入前自动擦除）。以字节为单位进行擦除/写入时，为低电平，为高电平，的脉冲宽度（低电平）最小为2ms，最大不超过70ms。

（3）整片擦除方式

2864A具有整片擦除功能，所有8KB字节单元全置“1”。整片擦除时，不考虑地址信号，数据线置为TTL高电平（即写1），和均为低电平，为低电平（字节擦/写时为高），写脉冲宽度为5～15ms，典型值为10ms，其他信号同字节擦/写方式。

（4）维持方式

维持方式也就是低功耗方式，通常2864A在进行擦/写或读操作时的最大电源消耗为100mA。当器件不操作时，只需将端加TTL高电平，2864A便进入维持状态，此时最大电流消耗为40mA，可见，维持状态可将功耗降低60%，维持状态时，输出端为浮空状态。