EEPROM còn được gọi là E2PROM là một dạng chip nhớ bán dẫn đã được sử dụng trong nhiều năm. EEPROM viết tắt là bộ nhớ chỉ đọc lập trình có thể xóa bằng điện (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) và nhờ cái tên đó tất cả chúng ta có thể hiểu về phương pháp hoạt động của nó.
EEPROM là một dạng bộ nhớ không thay đổi, nơi từng byte tài liệu có thể được xóa và lập trình lại.
Phát triển EEPROM
Công nghệ EEPROM / E2PROM là một trong những hình thức trước tiên của chip nhớ bán dẫn không phai hơi. Sự phát triển của nó xuất phát từ công nghệ EPROM tiêu chuẩn phổ quát vào thời điểm cuối trong time 1970 và 1980. Những bộ nhớ EPROM này còn có thể được lập trình, thường là bằng phần mềm máy, sau đó bị xóa bằng phương pháp cho chip xúc tiếp với tia UV nếu cần thay đổi phần mềm.
Mặc dù quá trình xóa mất một giờ hoặc lâu hơn những cũng có thể chấp nhận được so với các môi trường thiên nhiên phát triển. Tuy nhiên, những ký ức bán dẫn này sẽ 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. Với việc bổ sung cấu trúc EPROM hiện có, bộ nhớ EEPROM mới có thể được xóa và lập trình bằng điện. Thiết bị EEPROM trước tiên được tung ra thị trường là Intel 2816.
Sau đó, nhiều người trong số những người dân có kinh nghiệm phát triển EEPROM đã rời Intel và thành lập một đơn vị mới mang tên Seeq Technology, đơn vị phát triển và sinh sản thêm công nghệ EEPROM và các thiết bị bộ nhớ bán dẫn khác.
EEPROM là gì
Ưu điểm của cục nhớ EEPROM, ngoài tài liệu được lưu trữ không thay đổi, thì còn tồn tại thể đọc tài liệu từ nó và cũng luôn có thể xóa và ghi tài liệu vào nó. Để xóa tài liệu, cần có điện áp tương đối cao và các EEPROM đời đầu cần có nguồn điện áp cao phía bên ngoài. Các phiên bản sau của chip nhớ này đã có thêm nguồn cấp cho EEPROM và phối hợp nguồn điện áp cao trong chip EEPROM. Bằng phương pháp này, thiết bị bộ nhớ có thể chạy từ một nguồn, do đó giảm đáng kể ngân sách của một mạch tổng thể sử dụng EEPROM và đơn giản hóa thiết kế.
Khi sử dụng EEPROM, các chu kỳ luân hồi đọc và ghi được thực hiện chậm hơn nhiều so với những chu kỳ luân hồi với RAM. Do đó, cần sử dụng tài liệu được lưu trữ trong bộ nhớ EEPROM sao cho không cản trở hoạt động của khối hệ thống tổng thể. Thông thường, tài liệu được lưu trữ trong nó có thể được tải xuống khi phát động. Cũng phải lưu ý rằng những hoạt động sinh hoạt ghi và xóa được thực hiện trên cơ sở từng byte.
Bộ nhớ EEPROM sử dụng cùng một nguyên tắc cơ bản được sử dụng bởi công nghệ bộ nhớ EPROM. Mặc dù có một số cấu hình ô nhớ có thể khác nhau nhưng nguyên tắc cơ bản đằng sau mỗi ô nhớ là giống nhau.
Thường thì ô nhớ sẽ gồm có hai transistor hiệu ứng trường. Một trong số đó là transistor lưu trữ. Nó có một cổng nổi. Các điện tử có thể được tạo ra để mắc kẹt trong cổng này, và sự có mặt hay vắng mặt của đa số điện tử sau đó tương đương với tài liệu được lưu trữ ở đó.
Các transistor khác trong ô nhớ được gọi là transistor truy cập và cần cho những khía cạnh hoạt động của ô nhớ EEPROM.
Bộ nhớ EEPROM tiếp nối và song song
Trong dòng thiết bị nhớ EEPROM tổng thể, có hai loại bộ nhớ chính khả dụng. Cách thiết bị nhớ được vận hành phụ thuộc vào loại bộ nhớ.
Bộ nhớ EEPROM tiếp nối: Các EEPROM tiếp nối khó hoạt động hơn do có ít chân hơn và những hoạt động sinh hoạt phải được thực hiện Theo phong cách tiếp nối. Khi tài liệu được truyền theo phong cách tiếp nối làm cho chúng chậm hơn nhiều so với những EEPROM song song.
Các giao diện tiêu chuẩn: SPI, I2C, Microwire, UNI / O và 1-Wire là năm loại phổ quát. Các giao diện này yêu cầu từ là một đến 4 tín hiệu tinh chỉnh để hoạt động. Một giao thức tiếp nối EEPROM tiêu biểu gồm có ba thời đoạn: thời đoạn mã OP, thời đoạn địa chỉ và thời đoạn tài liệu. Mã OP thường là nguồn vào 8 bit trước tiên cho chân nguồn vào tiếp nối của thiết bị EEPROM (hoặc với hồ hết các thiết bị I²C, là ẩn); tiếp theo là 8 đến 24 bit địa chỉ tùy thuộc vào độ sâu của thiết bị, sau đó là tài liệu đọc hoặc ghi.
Sử dụng các giao diện này, các thiết bị nhớ bán dẫn này còn có thể được chứa trong một gói tám chân. Kết quả là các gói cho những thiết bị nhớ này rất nhỏ và cũng là lợi thế chính của nó.
Bộ nhớ EEPROM song song: Các thiết bị EEPROM hoặc E2PROM song song thường có bus rộng 8 bit. Sử dụng một bus song song được cho phép nó rải rộng bộ nhớ hoàn chỉnh của nhiều ứng dụng vi xử lý nhỏ hơn. Thông thường, các thiết bị có những chân bảo vệ ghi và chọn chip và một số vi tinh chỉnh được sử dụng có một EEPROM song song tích hợp để lưu trữ phần mềm.
Hoạt động của EEPROM song song nhanh hơn hoạt động của EEPROM tiếp nối hoặc E2PROM tương đương, và hoạt động cũng đơn giản hơn so với EEPROM tiếp nối tương đương. Nhược điểm là các EEPROM song song to ra thêm do số lượng chân nhiều hơn. Ngoài ra, loại này đang giảm dần mức phổ biến so với EEPROM tiếp nối hoặc Flash do sự tiện lợi và ngân sách. Ngày này, bộ nhớ Flash mang lại hiệu suất tốt hơn với ngân sách tương đương, trong lúc các EEPROM tiếp nối có lợi thế về kích thước nhỏ.
Các cơ chế lỗi bộ nhớ EEPROM
Một trong những vấn đề chính của 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 cung cấp mức độ tin cậy tốt hơn nhiều. Có hai cách chính mà các thiết bị bộ nhớ này còn có thể bị lỗi:
Thời kì lưu giữ tài liệu: Thời kì lưu giữ tài liệu rất quan trọng, đặc biệt quan trọng nếu EEPROM chứa phần mềm cấp thiết cho hoạt động của một hạng mục thiết bị điện tử, ví dụ: phần mềm phát động,… Thời kì lưu giữ tài liệu bị giới hạn so với EEPROM, E2PROM vì thực tế là trong quá trình lưu trữ, các điện tử được đưa vào cổng nổi có thể trôi qua chất cách điện vì nó không phải là chất cách điện hoàn hảo. Điều này làm cho mọi điện tích được lưu trữ trong cổng nổi bị mất và ô nhớ sẽ trở về trạng thái bị xóa. Thời kì để điều này xẩy ra là rất mất thời gian và các nhà sinh sản thường đảm bảo lưu giữ tài liệu từ 10 năm trở lên so với hồ hết các thiết bị, mặc dù nhiệt độ sẽ có được ảnh hưởng tác động.
Độ bền tài liệu: Người ta nhận thấy rằng trong quá trình viết lại của cục nhớ EEPROM, oxide cổng trong các transistor cổng nổi của ô nhớ từ từ tích tụ các điện tử bị mắc kẹt. Điện trường liên kết với những điện tử bị mắc kẹt này kết phù hợp với điện trường của đa số điện tử mong muốn trong cổng nổi. Kết quả là trạng thái không có điện tử trong cổng nổi vẫn có trường dư và nó sẽ tăng lên khi nhiều điện tử bị mắc kẹt hơn, từ đó không thể phân biệt giữa ngưỡng cho trạng thái không và ô bị kẹt ở trạng thái được lập trình. Các nhà sinh sản thường chỉ định số chu kỳ luân hồi viết lại tối thiểu là 10 triệu hoặc hơn.
Bất chấp những lỗi và cơ chế tồn tại này, hiệu suất của EEPROM thường đạt yêu cầu cho hồ hết các ứng dụng. So với các khu vực mà tuổi thọ không thể vượt quá 10 năm và số chu kỳ luân hồi đọc hoặc ghi bị giới hạn, EEPROM sẽ hoạt động rất tốt. Ngoài ra, hiệu suất sẽ có được thể được những nhà sinh sản công bố là cực tiểu, mặc dù không nên dựa vào trong thiết kế để nhận định.
Mặc dù bộ nhớ Flash đã thay thế EEPROM / E2PROM trong nhiều nghành nghề dịch vụ nhưng nó vẫn được sử dụng trong một số nghành nghề dịch vụ. Nó có khả năng xóa hoặc ghi một byte tài liệu mà một số dạng bộ nhớ không thể làm được.
