O que é a Tecnologia de Memória EEPROM
EEPROM também escrito E 2 PROM é um tipo de memória não volátil é uma memória não volátil usada para armazenar quantidades relativamente pequenas de dados que podem permitir que bytes individuais sejam apagados e reprogramados.
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Tutorial de Memória Semicondutora Inclui:
Tipos e tecnologias de memória | Especificações e parâmetros de memória | Tendências Futuras
Tipos de memória:
DRAM | EEPROM | Flash | FRAM | MRAM | Memória de mudança de fase | SDRAM | SRAM
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A EEPROM, também chamada de E 2 PROM, é uma forma de chip de memória semicondutora que está em uso há muitos anos. As iniciais EEPROM significam Memória somente de leitura programável apagável eletricamente e isso fornece uma visão sobre seu método de operação.
A EEPROM é uma forma de memória não volátil onde bytes individuais de dados podem ser apagados e reprogramados.
Desenvolvimento da EEPROM
A tecnologia EEPROM / E 2 PROM foi uma das primeiras formas de chip de memória semicondutora não volátil. Seu desenvolvimento saiu da tecnologia EPROM padrão que foi difundida no final dos anos 1970 e 1980. Essas memórias EPROM podem ser programadas, normalmente com software de máquina, e depois apagadas expondo o chip à luz ultravioleta se o software precisar ser alterado.
Embora o processo de eliminação levasse cerca de uma hora, isso era bastante aceitável para ambientes de desenvolvimento. No entanto, essas memórias semicondutoras não podiam ser apagadas eletricamente, e um arranjo totalmente elétrico teria sido mais conveniente.
Em 1983, um grupo de desenvolvimento da Intel sob a liderança de George Perlegos desenvolveu uma tecnologia baseada na tecnologia EPROM existente. Com uma adição à estrutura EPROM existente, a nova memória EEPROM pode ser apagada e programada eletricamente. O primeiro dispositivo EEPROM lançado no mercado foi o Intel 2816.
Mais tarde, muitos daqueles com experiência em desenvolvimento de EEPROM deixaram a Intel e criaram uma nova empresa chamada Seeq Technology, que desenvolveu e fabricou mais tecnologia de EEPROM e outros dispositivos de memória de semicondutores.
O que é EEPROM / E 2 PROM
A vantagem de uma memória EEPROM, além do fato de que os dados armazenados não são voláteis, é que é possível ler dados dela e também apagá-los e escrever dados nela. Para apagar os dados, é necessária uma voltagem relativamente alta, e as primeiras EEPROMs precisavam de uma fonte externa de alta voltagem. Versões posteriores desses chips de memória reconheceram a dificuldade em muitos projetos de circuito de ter uma fonte extra apenas para o EEPROM e incorporaram a fonte de alta tensão no chip EEPROM. Desta forma, o dispositivo de memória pode funcionar a partir de uma única fonte, reduzindo consideravelmente o custo de um circuito geral usando uma EEPROM e simplificando o projeto.
Ao usar uma EEPROM, é necessário lembrar que os ciclos de leitura e gravação são executados muito mais lentamente do que os da RAM. Como resultado, é necessário usar os dados armazenados na memória EEPROM de forma que isso não impeça o funcionamento do sistema como um todo. Normalmente, os dados armazenados nele podem ser baixados na inicialização. Também é importante observar que as operações de gravação e exclusão são executadas byte por byte.
A memória EEPROM usa o mesmo princípio básico usado pela tecnologia de memória EPROM. Embora existam várias configurações diferentes de células de memória que podem ser usadas, o princípio básico por trás de cada célula de memória é o mesmo.
Freqüentemente, a célula de memória compreenderá dois transistores de efeito de campo. Um deles é o transistor de armazenamento. Isso tem o que é chamado de portão flutuante. Os elétrons podem ficar presos neste portão, e a presença ou ausência de elétrons equivale aos dados armazenados lá.
O outro transistor geralmente na célula de memória é conhecido como transistor de acesso e é necessário para os aspectos operacionais da célula de memória EEPROM.
Memória EEPROM serial e paralela
Dentro da família geral de dispositivos de memória EEPROM, existem dois tipos principais de memória disponíveis. A maneira real pela qual o dispositivo de memória é operado depende do sabor ou tipo de memória e, portanto, de sua interface elétrica.
- Memória Serial EEPROM: As EEPROMs seriais ou E 2 PROMs são mais difíceis de operar devido ao fato de terem menos pinos cujas operações devem ser realizadas de maneira serial. Como os dados são transferidos de maneira serial, isso também os torna muito mais lentos do que suas contrapartes EEPROM paralelas.
Existem vários tipos de interface padrão: SPI, I2C, Microwire, UNI/O e 1-Wire são cinco tipos comuns. Essas interfaces requerem entre 1 e 4 sinais de controle para operação. Um protocolo serial EEPROM típico consiste em três fases: fase de código OP, fase de endereço e fase de dados. O OP-Code é geralmente a primeira entrada de 8 bits para o pino de entrada serial do dispositivo EEPROM (ou com a maioria dos dispositivos I²C, está implícito); seguido por 8 a 24 bits de endereçamento dependendo da profundidade do dispositivo, então os dados de leitura ou gravação.
Usando essas interfaces, esses dispositivos de memória semicondutores podem estar contidos em um pacote de oito pinos. O resultado de que os pacotes para esses dispositivos de memória podem ser feitos tão pequenos é sua principal vantagem. - Memória EEPROM paralela: Dispositivos EEPROM paralelos ou E 2 PROM normalmente possuem um barramento de 8 bits. O uso de um barramento paralelo como esse permite cobrir toda a memória de muitos aplicativos de processadores menores. Normalmente, os dispositivos possuem pinos de seleção de chip e proteção contra gravação e alguns microcontroladores costumavam ter uma EEPROM paralela integrada para armazenamento do software.
A operação de uma EEPROM paralela é mais rápida que a de uma EEPROM serial comparável ou E 2PROM, e também a operação é mais simples que a de uma EEPROM serial equivalente. As desvantagens são que as EEPROMs paralelas são maiores como resultado da maior contagem de pinos. Além disso, eles têm diminuído em popularidade em favor de EEPROM serial ou Flash como resultado de conveniência e custo. Hoje, a memória Flash oferece melhor desempenho a um custo equivalente, enquanto as EEPROMs seriais oferecem vantagens de tamanho pequeno.
Modos de falha de memória EEPROM
Um dos principais problemas com a tecnologia EEPROM é sua confiabilidade geral. Isso também levou a uma redução no seu uso, pois outros tipos de memória são capazes de fornecer um nível de confiabilidade muito melhor. Existem duas maneiras principais pelas quais esses dispositivos de memória podem falhar:
- Tempo de retenção de dados: O tempo de retenção de dados é muito importante, especialmente se a EEPROM contiver software necessário para a operação de um item de equipamento eletrônico, por exemplo, software de boot, etc. O período de retenção de dados é limitado para EEPROM, E 2 PROM porque do fato de que durante o armazenamento, os elétrons injetados na porta flutuante podem passar pelo isolador porque não é um isolante perfeito. Isso faz com que qualquer carga armazenada no portão flutuante seja perdida e a célula de memória volte ao seu estado apagado. O tempo necessário para que isso aconteça é muito longo e os fabricantes costumam garantir a retenção de dados de 10 anos ou mais para a maioria dos dispositivos, embora a temperatura influencie.
- Resistência de dados: Verificou-se que durante as operações de reescrita da memória EEPROM, o óxido de porta nos transistores de porta flutuante da célula de memória gradualmente acumula elétrons presos. O campo elétrico associado a esses elétrons presos se combina com o dos elétrons desejados no portão flutuante. Como resultado, o estado em que não há elétrons no portão flutuante ainda tem um campo residual e, à medida que aumenta à medida que mais elétrons ficam presos, uma condição eventualmente aumenta quando não é possível diferenciar entre o limite para o estado zero não pode ser detectado e a célula está presa no estado programado. Os fabricantes geralmente especificam um número mínimo de ciclos de reescrita sendo 10 milhões ou mais
Apesar desses mecanismos de falha e vida útil, a EEPROM ainda é amplamente processada e seu desempenho é normalmente satisfatório para a maioria das aplicações. Para áreas onde é improvável que a vida útil exceda 10 anos e onde o número de ciclos de leitura/gravação é limitado, a EEPROM funcionará muito bem. Além disso, o desempenho será compatível com os mínimos declarados pelos fabricantes, embora isso obviamente não deva ser considerado no design.
Embora a memória Flash tenha substituído a EEPROM / E 2 PROM em muitas áreas, essa forma de tecnologia de memória ainda é usada em algumas áreas. Ele tem a capacidade de apagar ou gravar um único byte de dados que algumas formas de memória são incapazes de fazer – um bloco completo precisa ser apagado ou gravado. Como tal, a EEPROM ainda encontra uso em várias aplicações.
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