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¿Qué es la tecnología de memoria EEPROM?

¿Qué es la tecnología de memoria EEPROM?


La EEPROM también llamada E2PROM es una forma de chip de memoria semiconductor que se ha utilizado durante muchos años. Las iniciales EEPROM significan memoria de solo lectura programable y borrable eléctricamente y esto da una idea de su método de funcionamiento.

La EEPROM es una forma de memoria no volátil en la que se pueden borrar y reprogramar bytes individuales de datos.

Desarrollo de la EEPROM

EEPROM / E2La tecnología PROM fue una de las primeras formas de chip de memoria semiconductor no volátil. Su desarrollo surgió de la tecnología EPROM estándar que se generalizó a fines de los años setenta y ochenta. Estas memorias EPROM podrían programarse, generalmente con el software de la máquina, y luego borrarse exponiendo el chip a la luz ultravioleta si fuera necesario cambiar el software.

Aunque el proceso de borrado tomó aproximadamente una hora, esto fue bastante aceptable para entornos de desarrollo. Sin embargo, estas memorias de semiconductores no podrían borrarse eléctricamente, y una disposición totalmente eléctrica hubiera sido más conveniente.

En 1983, un grupo de desarrollo de Intel bajo el liderazgo de George Perlegos desarrolló una tecnología basada en la tecnología EPROM existente. Con una adición a la estructura EPROM existente, la nueva memoria EEPROM podría borrarse y programarse eléctricamente. El primer dispositivo EEPROM lanzado al mercado fue el Intel 2816.

Más tarde, muchos de los que tenían experiencia en el desarrollo de EEPROM dejaron Intel y establecieron una nueva empresa llamada Seeq Technology que desarrolló y fabricó más tecnología EEPROM y otros dispositivos de memoria semiconductores.

¿Qué es EEPROM / E?2PASEO

La ventaja de una memoria EEPROM, además del hecho de que los datos almacenados no son volátiles, es que es posible leer datos de ella y también borrarlos y escribir datos en ella. Para borrar los datos, se requiere un voltaje relativamente alto y las primeras EEPROM necesitaban una fuente externa de alto voltaje. Las versiones posteriores de estos chips de memoria reconocieron la dificultad en muchos diseños de circuitos de tener un suministro adicional solo para la EEPROM, e incorporaron la fuente de alto voltaje dentro del chip EEPROM. De esta manera, el dispositivo de memoria podría funcionar con una sola fuente, reduciendo así considerablemente el costo de un circuito general usando una EEPROM y simplificando el diseño.

Cuando se utiliza una EEPROM es necesario recordar que los ciclos de lectura y escritura se realizan mucho más lento que los experimentados con RAM. Como resultado, es necesario utilizar los datos almacenados en la memoria EEPROM de tal manera que esto no impida el funcionamiento del sistema en general. Normalmente, los datos almacenados en él se pueden descargar en el inicio. También es importante tener en cuenta que las operaciones de escritura y borrado se realizan byte por byte.

La memoria EEPROM utiliza el mismo principio básico que utiliza la tecnología de memoria EPROM. Aunque hay varias configuraciones de celdas de memoria diferentes que se pueden utilizar, el principio básico que está detrás de cada celda de memoria es el mismo.

A menudo, la celda de memoria comprenderá dos transistores de efecto de campo. Uno de ellos es el transistor de almacenamiento. Esto tiene lo que se denomina una puerta flotante. Se puede hacer que los electrones queden atrapados en esta puerta, y la presencia o ausencia de electrones se equipara a los datos almacenados allí.

El otro transistor generalmente en la celda de memoria es lo que se conoce como transistor de acceso y es necesario para los aspectos operativos de la celda de memoria EEPROM.

Memoria EEPROM serial y paralela

Dentro de la familia general de dispositivos de memoria EEPROM, hay dos tipos de memoria principales disponibles. La forma real en que se opera el dispositivo de memoria depende del sabor o tipo de memoria y, por lo tanto, de su interfaz eléctrica.

  • Memoria EEPROM serial: Las EEPROM seriales o E2Las PROM son más difíciles de operar debido al hecho de que hay menos pines y las operaciones deben realizarse en serie. Como los datos se transfieren en serie, esto también los hace mucho más lentos que sus contrapartes EEPROM paralelas.

    Hay varios tipos de interfaces estándar: SPI, I2C, Microwire, UNI / O y 1-Wire son cinco tipos comunes. Estas interfaces requieren entre 1 y 4 señales de control para su funcionamiento. Un protocolo serie EEPROM típico consta de tres fases: fase de código OP, fase de dirección y fase de datos. El OP-Code suele ser la primera entrada de 8 bits al pin de entrada serial del dispositivo EEPROM (o con la mayoría de los dispositivos I²C, está implícito); seguido de 8 a 24 bits de direccionamiento según la profundidad del dispositivo, luego los datos de lectura o escritura.

    Usando estas interfaces, estos dispositivos de memoria semiconductores pueden estar contenidos dentro de un paquete de ocho pines. El resultado de que los paquetes para estos dispositivos de memoria puedan hacerse tan pequeños es su principal ventaja.

  • Memoria EEPROM paralela: EEPROM paralelo o E2Los dispositivos PROM normalmente tienen un bus de 8 bits de ancho. El uso de un bus paralelo como este le permite cubrir la memoria completa de muchas aplicaciones de procesador más pequeñas. Por lo general, los dispositivos tienen pines de protección contra escritura y selección de chip, y algunos microcontroladores solían tener una EEPROM paralela integrada para el almacenamiento del software.

    La operación de una EEPROM paralela es más rápida que la de una EEPROM serial comparable o E2PROM, y también la operación es más simple que la de una EEPROM serial equivalente. Las desventajas son que las EEPROM paralelas son más grandes como resultado del mayor número de pines. También han ido perdiendo popularidad a favor de EEPROM en serie o Flash como resultado de la conveniencia y el costo. Hoy en día, la memoria Flash ofrece un mejor rendimiento a un costo equivalente, mientras que las EEPROM en serie ofrecen ventajas de tamaño pequeño.

Modos de falla de memoria EEPROM

Uno de los principales problemas con la tecnología EEPROM es su confiabilidad general. Esto también ha llevado a una reducción en su uso, ya que otros tipos de memoria pueden proporcionar un nivel de confiabilidad mucho mejor. Hay dos formas principales en las que estos dispositivos de memoria pueden fallar:

  • Tiempo de retención de datos: El tiempo de retención de datos es muy importante, especialmente si la EEPROM contiene software necesario para el funcionamiento de un elemento de equipo electrónico, p. Ej. software de arranque, etc. El período de retención de datos está limitado para EEPROM, E2PROM debido al hecho de que durante el almacenamiento, los electrones inyectados en la compuerta flotante pueden pasar a través del aislante porque no es un aislante perfecto. Esto hace que se pierda cualquier carga almacenada en la puerta flotante y la celda de memoria volverá a su estado borrado. El tiempo necesario para que esto suceda es muy largo y los fabricantes suelen garantizar una retención de datos de 10 años o más para la mayoría de los dispositivos, aunque la temperatura sí tiene un efecto.
  • Resistencia de los datos: Se encuentra que durante las operaciones de reescritura de la memoria EEPROM, el óxido de puerta en los transistores de puerta flotante de la celda de memoria acumula gradualmente electrones atrapados. El campo eléctrico asociado con estos electrones atrapados se combina con el de los electrones deseados en la puerta flotante. Como resultado, el estado en el que no hay electrones en la puerta flotante todavía tiene un campo residual, y a medida que este aumenta a medida que quedan atrapados más electrones, una condición finalmente aumenta cuando no es posible diferenciar entre el umbral para el estado cero. detectado y la celda está bloqueada en estado programado. Los fabricantes generalmente especifican un número mínimo de ciclos de reescritura de 10 millones o más.

A pesar de estos mecanismos de falla y vida útil, la EEPROM todavía es ampliamente demandada y su desempeño es normalmente satisfactorio para la mayoría de las aplicaciones. Para áreas donde es poco probable que la vida útil exceda los 10 años y donde el número de ciclos de lectura / escritura es limitado, la EEPROM funcionará muy bien. Además, el rendimiento permitirá que los fabricantes establezcan mínimos, aunque obviamente no se debe confiar en esto en el diseño.

Aunque la memoria Flash ha reemplazado a EEPROM / E2PROM en muchas áreas, esta forma de tecnología de memoria todavía se usa en algunas áreas. Tiene la capacidad de poder borrar o escribir un solo byte de datos que algunas formas de memoria no pueden hacer; es necesario borrar o escribir un bloque completo. Como tal, la EEPROM todavía encuentra uso en varias aplicaciones.

Ver el vídeo: Reemplazo de memoria Eeprom para cambio de computadora de Porche cayenne (Octubre 2020).