Eeprom, còn được gọi là e2prom, là một chip bộ nhớ bán dẫn đã được sử dụng trong nhiều năm. eeprom là viết tắt của Bộ nhớ chỉ đọc có thể lập trình có thể xóa bằng điện và nhờ cái tên này mà chúng ta có thể hiểu cách thức hoạt động của nó.
eeprom là một loại bộ nhớ cố định trong đó mỗi byte dữ liệu có thể bị xóa và lập trình lại.
Phát triển eeprom
Công nghệ eeprom/e2prom là một trong những dạng chip bộ nhớ bán dẫn không bay hơi đầu tiên. Sự phát triển của nó bắt nguồn từ công nghệ eprom tiêu chuẩn phổ biến vào cuối những năm 1970 và 1980. Những bộ nhớ eprom này thường có thể được lập trình bằng phần mềm máy và sau đó bị xóa bằng cách cấp thêm năng lượng cho chip. Tiếp xúc với tia cực tím nếu cần thay đổi phần mềm.
Mặc dù quá trình xóa mất khoảng một giờ nhưng có thể chấp nhận được đối với môi trường phát triển. Tuy nhiên, những bộ nhớ bán dẫn này không thể bị xóa bằng điện và sự sắp xếp hoàn toàn bằng điện sẽ thuận tiện hơn.
Năm 1983, một nhóm phát triển tại Intel dưới sự lãnh đạo của George Perlegos đã phát triển một công nghệ dựa trên công nghệ eprom hiện có. Bộ nhớ eeprom mới có thể được xóa và lập trình bằng điện bằng cách thêm vào cấu trúc eeprom hiện có. Thiết bị eeprom đầu tiên được tung ra thị trường là Intel 2816.
Sau đó, nhiều người có kinh nghiệm phát triển eeprom đã rời intel và thành lập công ty mới có tên Seeq Technology để phát triển và sản xuất thêm công nghệ eeprom cũng như các thiết bị lưu trữ bán dẫn khác.
eeprom là gì
Ưu điểm của bộ nhớ eeprom là ngoài dữ liệu không thay đổi, dữ liệu còn có thể được đọc từ nó, và dữ liệu cũng có thể được xóa và ghi vào nó. Để xóa dữ liệu, cần có điện áp tương đối cao, trong khi eeprom đời đầu yêu cầu nguồn điện áp cao bên ngoài. Phiên bản mới nhất của chip nhớ này bổ sung nguồn cho eeprom và nguồn điện áp cao bên trong chip eeprom. Bằng cách này, thiết bị bộ nhớ có thể được vận hành như một cửa hàng duy nhất, giúp giảm đáng kể chi phí cho toàn bộ mạch sử dụng eeprom và đơn giản hóa thiết kế.
Khi dùng eeprom, chu kỳ đọc ghi chậm hơn nhiều so với khi dùng ram. Do đó, dữ liệu được lưu trữ trong bộ nhớ eeprom phải được sử dụng sao cho không gây trở ngại cho hoạt động của toàn bộ hệ thống. Thông thường, dữ liệu mà nó lưu trữ có thể được tải xuống khi khởi động. Cũng lưu ý rằng các thao tác ghi và xóa được thực hiện theo từng byte.
Bộ nhớ eprom sử dụng các nguyên tắc cơ bản giống như công nghệ bộ nhớ eprom. Mặc dù một số cấu hình ô có thể khác nhau nhưng các nguyên tắc cơ bản đằng sau mỗi ô đều giống nhau.
Thông thường, một ô nhớ bao gồm hai bóng bán dẫn hiệu ứng trường. Một trong số đó là bóng bán dẫn bộ nhớ. Nó có một cổng nổi. Có thể bẫy các điện tử trong cổng này, và sau đó sự hiện diện hay vắng mặt của các điện tử tương đương với dữ liệu được lưu trữ ở đó.
Các bóng bán dẫn khác trong ô nhớ được gọi là bóng bán dẫn truy cập và cần thiết cho các khía cạnh khác nhau của hoạt động bộ nhớ eeprom.
Bộ nhớ eeprom nối tiếp và song song
Trong toàn bộ dòng thiết bị bộ nhớ eeprom, có hai loại bộ nhớ chính khả dụng. Cách thức hoạt động của thiết bị lưu trữ phụ thuộc vào loại bộ nhớ.
Bộ nhớ eeprom nối tiếp: eeprom nối tiếp khó vận hành hơn vì có ít chân cắm hơn và các thao tác phải được thực hiện nối tiếp. Chúng chậm hơn nhiều so với eeprom song song do dữ liệu được truyền nối tiếp.
Giao diện tiêu chuẩn: spi, i2c, microwire, uni/o và 1-wire là năm loại phổ biến. Các giao diện này yêu cầu 1 đến 4 tín hiệu điều khiển để hoạt động. Một giao thức nối tiếp eeprom điển hình bao gồm ba pha: pha opcode, pha địa chỉ và pha dữ liệu. Mã lệnh thường là 8 bit đầu tiên được nhập trên chân đầu vào nối tiếp của thiết bị eeprom (hoặc ngầm định đối với hầu hết các thiết bị i²c); tiếp theo là 8 đến 24 bit địa chỉ, tùy thuộc vào độ sâu của thiết bị, tiếp theo là đọc hoặc ghi dữ liệu.
Sử dụng các giao diện này, các thiết bị bán dẫn này có thể được chứa trong một gói tám chân. Kết quả là một gói rất nhỏ cho các thiết bị lưu trữ này, đó là lợi thế chính của nó.
Bộ nhớ eeprom song song: Thiết bị eeprom hoặc e2prom song song thường có một bus rộng 8 bit. Sử dụng bus song song cho phép nó bao phủ toàn bộ bộ nhớ của nhiều ứng dụng vi xử lý nhỏ hơn. Thông thường, các thiết bị có các chân chọn chip và bảo vệ ghi và một số bộ vi điều khiển sử dụng eeprom song song tích hợp sẵn để lưu trữ phần mềm.
Hoạt động eeprom song song nhanh hơn và đơn giản hơn so với eeprom nối tiếp hoặc hoạt động e2prom tương đương. Nhược điểm là eeprom song song lớn hơn do số lượng pin cao hơn. Ngoài ra, loại này đang giảm phổ biến so với eeprom nối tiếp hoặc flash do sự tiện lợi và chi phí. Ngày nay, bộ nhớ flash cung cấp hiệu suất tốt hơn với chi phí tương đương, trong khi eeprom nối tiếp có lợi thế là nhỏ.
chế độ lỗi bộ nhớ eeprom
Một trong những vấn đề chính với công nghệ eeprom là độ tin cậy tổng thể. Điều này làm giảm việc sử dụng chúng, vì các loại bộ nhớ khác có thể mang lại độ tin cậy tốt hơn. Các thiết bị lưu trữ này có thể bị lỗi theo hai cách chính:
Thời gian lưu giữ dữ liệu: Thời gian lưu giữ dữ liệu rất quan trọng, đặc biệt nếu eeprom chứa phần mềm cần thiết để vận hành thiết bị điện tử, chẳng hạn như phần mềm khởi động, …trên thực tế, các điện tử được đưa vào cổng nổi có thể trôi dạt trong quá trình lưu trữ chất cách điện vì nó không phải là một chất cách điện hoàn toàn. Hoàn hảo. Điều này làm mất bất kỳ điện tích nào được lưu trữ trong cổng nổi và ô nhớ sẽ trở về trạng thái đã xóa. Điều này mất nhiều thời gian để đạt được và các nhà sản xuất thường đảm bảo khả năng lưu giữ dữ liệu cho hầu hết các thiết bị trong 10 năm trở lên, mặc dù nhiệt độ cũng đóng một vai trò nào đó.
Độ bền của dữ liệu: Nghiên cứu cho thấy rằng trong quá trình ghi lại bộ nhớ eeprom, lớp oxit cổng trong bóng bán dẫn cổng nổi của ô nhớ dần dần tích tụ các electron bị mắc kẹt. Điện trường liên kết với các electron bị mắc kẹt này kết hợp với điện trường của các electron mong muốn trong cổng nổi. Kết quả là các trạng thái không có electron trong cổng nổi vẫn có trường dư tăng lên khi có nhiều electron bị bẫy hơn, do đó không thể phân biệt được ngưỡng của trạng thái 0 và trạng thái ô bị bẫy. chương trình. Các nhà sản xuất thường chỉ định ít nhất 10 triệu chu kỳ viết lại trở lên.
Mặc dù có những lỗi và cơ chế bền bỉ này, nhưng hiệu suất của eeprom nói chung là thỏa đáng đối với hầu hết các ứng dụng. Đối với những lĩnh vực mà tuổi thọ không thể vượt quá 10 năm và số lần đọc và ghi bị hạn chế, eeprom sẽ rất hữu ích. Ngoài ra, hiệu suất có thể được nhà sản xuất công bố ở mức tối thiểu, mặc dù không nên dựa vào nó trong thiết kế.
Mặc dù bộ nhớ flash đã thay thế eeprom/e2prom trong nhiều lĩnh vực nhưng nó vẫn được sử dụng trong một số lĩnh vực. Nó có khả năng xóa hoặc ghi byte dữ liệu, điều mà một số dạng bộ nhớ không thể làm được.