Informasi

Apa itu Teknologi Memori EEPROM

Apa itu Teknologi Memori EEPROM


EEPROM juga disebut E2PROM adalah bentuk chip memori semikonduktor yang telah digunakan selama bertahun-tahun. Inisial EEPROM adalah singkatan dari Electrically Erasable Programmable Read Only Memory dan ini memberikan wawasan tentang metode operasinya.

EEPROM adalah bentuk memori non-volatile di mana setiap byte data dapat dihapus dan diprogram ulang.

Pengembangan EEPROM

EEPROM / E2Teknologi PROM adalah salah satu bentuk pertama dari chip memori semikonduktor non-volatil. Perkembangannya keluar dari teknologi EPROM standar yang tersebar luas di akhir 1970-an dan 1980-an. Memori EPROM ini dapat diprogram, biasanya dengan perangkat lunak mesin, dan kemudian dihapus dengan memaparkan chip ke sinar UV jika perangkat lunak perlu diubah.

Meskipun proses penghapusan memakan waktu sekitar satu jam, ini cukup dapat diterima untuk lingkungan pengembangan. Namun memori semikonduktor ini tidak dapat dihapus secara elektrik, dan pengaturan yang sepenuhnya elektrik akan lebih nyaman.

Pada tahun 1983, kelompok pengembangan di Intel di bawah kepemimpinan George Perlegos mengembangkan teknologi berdasarkan teknologi EPROM yang ada. Dengan tambahan struktur EPROM yang ada, memori EEPROM baru dapat dihapus dan diprogram secara elektrik. Perangkat EEPROM pertama yang diluncurkan ke pasar adalah Intel 2816.

Kemudian banyak dari mereka yang memiliki pengalaman pengembangan EEPROM meninggalkan Intel dan mendirikan perusahaan baru bernama Seeq Technology yang mengembangkan dan memproduksi lebih lanjut teknologi EEPROM dan perangkat memori semikonduktor lainnya.

Apa itu EEPROM / E2PROM

Keuntungan dari memori EEPROM, selain fakta bahwa data yang disimpan tidak mudah menguap, adalah dimungkinkan untuk membaca data darinya dan juga menghapusnya dan menulis data ke dalamnya. Untuk menghapus data, diperlukan tegangan yang relatif tinggi, dan EEPROM awal membutuhkan sumber tegangan tinggi eksternal. Versi yang lebih baru dari chip memori ini mengenali kesulitan dalam banyak desain sirkuit untuk memiliki suplai tambahan hanya untuk EEPROM, dan mereka memasukkan sumber tegangan tinggi ke dalam chip EEPROM. Dengan cara ini, perangkat memori dapat dijalankan dari satu suplai, sehingga sangat mengurangi biaya rangkaian keseluruhan menggunakan EEPROM dan menyederhanakan desain.

Saat menggunakan EEPROM, perlu diingat bahwa siklus baca dan tulis dilakukan jauh lebih lambat daripada yang dialami dengan RAM. Oleh karena itu, data yang disimpan dalam memori EEPROM perlu digunakan sedemikian rupa sehingga tidak menghalangi pengoperasian sistem secara keseluruhan. Biasanya data yang disimpan di dalamnya dapat diunduh saat start-up. Penting juga untuk dicatat bahwa operasi Write dan erase dilakukan pada basis byte per byte.

Memori EEPROM menggunakan prinsip dasar yang sama yang digunakan oleh teknologi memori EPROM. Meskipun ada beberapa konfigurasi sel memori yang berbeda yang dapat digunakan, prinsip dasar yang ada di balik setiap sel memori adalah sama.

Seringkali sel memori terdiri dari dua transistor efek medan. Salah satunya adalah transistor penyimpanan. Ini memiliki apa yang disebut gerbang mengambang. Elektron dapat dibuat terperangkap di gerbang ini, dan ada atau tidaknya elektron kemudian disamakan dengan data yang disimpan di sana.

Transistor lain umumnya dalam sel memori adalah apa yang dikenal sebagai transistor akses dan diperlukan untuk aspek operasional sel memori EEPROM.

Memori EEPROM serial & paralel

Di dalam keluarga perangkat memori EEPROM secara keseluruhan, ada dua jenis memori utama yang tersedia. Cara sebenarnya di mana perangkat memori dioperasikan bergantung pada jenis atau jenis memori dan karenanya antarmuka listriknya.

  • Memori EEPROM serial: EEPROM serial atau E2PROM lebih sulit dioperasikan karena jumlah pin lebih sedikit sehingga operasi harus dilakukan secara serial. Karena data ditransfer secara serial, ini juga membuatnya jauh lebih lambat daripada rekan EEPROM paralelnya.

    Ada beberapa tipe antarmuka standar: SPI, I2C, Microwire, UNI / O, dan 1-Wire adalah lima tipe umum. Antarmuka ini membutuhkan antara 1 dan 4 sinyal kontrol untuk pengoperasian. Protokol serial EEPROM tipikal terdiri dari tiga fase: Fase OP-Code, Fase Alamat dan Fase Data. OP-Code biasanya merupakan input 8-bit pertama ke pin input serial perangkat EEPROM (atau dengan sebagian besar perangkat I²C, implisit); diikuti oleh 8 hingga 24 bit pengalamatan tergantung pada kedalaman perangkat, kemudian membaca atau menulis data.

    Dengan menggunakan antarmuka ini, perangkat memori semikonduktor ini mungkin terdapat dalam paket delapan pin. Hasil bahwa paket untuk perangkat memori ini dapat dibuat sangat kecil adalah keuntungan utamanya.

  • Memori EEPROM paralel: EEPROM paralel atau E2Perangkat PROM biasanya memiliki bus lebar 8 bit. Menggunakan bus paralel seperti ini memungkinkannya untuk menutupi seluruh memori dari banyak aplikasi prosesor yang lebih kecil. Biasanya, perangkat memiliki chip pilih dan pin proteksi tulis dan beberapa mikrokontroler dulu memiliki EEPROM paralel terintegrasi untuk penyimpanan perangkat lunak.

    Pengoperasian EEPROM paralel lebih cepat daripada pengoperasian EEPROM atau E serial yang sebanding2PROM, dan pengoperasiannya lebih sederhana dari pada EEPROM serial yang setara. Kerugiannya adalah EEPROM paralel lebih besar sebagai hasil dari jumlah pin yang lebih tinggi. Juga mereka telah menurun popularitasnya demi EEPROM serial atau Flash karena kenyamanan dan biaya. Saat ini, memori Flash menawarkan kinerja yang lebih baik dengan biaya yang setara, sedangkan EEPROM serial menawarkan keunggulan ukuran kecil.

Mode kegagalan memori EEPROM

Salah satu masalah utama dengan teknologi EEPROM adalah keandalannya secara keseluruhan. Hal ini juga menyebabkan pengurangan penggunaannya karena jenis memori lain dapat memberikan tingkat keandalan yang jauh lebih baik. Ada dua cara utama di mana perangkat memori ini dapat gagal:

  • Waktu retensi data: Waktu retensi data sangat penting, terutama jika EEPROM berisi perangkat lunak yang diperlukan untuk pengoperasian suatu item peralatan elektronik, mis. perangkat lunak boot, dll. Periode penyimpanan data terbatas untuk EEPROM, E2PROM karena selama penyimpanan, elektron yang diinjeksikan ke floating gate dapat terbawa arus melalui isolator karena bukan merupakan isolator yang sempurna. Hal ini menyebabkan setiap muatan yang disimpan di gerbang mengambang hilang dan sel memori akan kembali ke status terhapus. Waktu yang diperlukan agar hal ini terjadi sangat lama, dan produsen biasanya menjamin retensi data 10 tahun atau lebih untuk sebagian besar perangkat, meskipun suhu berpengaruh.
  • Daya tahan data: Diketahui bahwa selama operasi penulisan ulang memori EEPROM, gerbang oksida dalam transistor gerbang mengambang dari sel memori secara bertahap mengakumulasi elektron yang terperangkap. Medan listrik yang terkait dengan elektron yang terperangkap ini bergabung dengan elektron yang diinginkan di gerbang apung. Akibatnya keadaan di mana tidak ada elektron di gerbang mengambang masih memiliki medan sisa, dan karena ini meningkat karena lebih banyak elektron terperangkap, suatu kondisi akhirnya naik ketika tidak mungkin untuk membedakan antara ambang batas karena keadaan nol tidak dapat dilakukan. terdeteksi dan sel terjebak dalam status terprogram. Produsen biasanya menentukan jumlah minimal siklus penulisan ulang menjadi 10 juta atau lebih

Terlepas dari kegagalan dan mekanisme seumur hidup ini, EEPROM masih banyak dituntut dan kinerjanya biasanya memuaskan untuk sebagian besar aplikasi. Untuk area di mana masa hidup tidak mungkin melebihi 10 tahun dan di mana jumlah siklus baca / tulis terbatas, EEPROM akan bekerja dengan sangat baik. Juga performa akan mampu dikatakan pabrikan minima, meskipun ini jelas tidak harus diandalkan dalam desain.

Meskipun memori Flash telah diambil alih dari EEPROM / E2PROM di banyak daerah, bentuk teknologi memori ini masih digunakan di beberapa daerah. Ia memiliki kemampuan untuk dapat menghapus atau menulis satu byte data yang tidak dapat dilakukan oleh beberapa bentuk memori - satu blok lengkap perlu dihapus atau ditulis. Karena itu, EEPROM masih digunakan dalam berbagai aplikasi.


Tonton videonya: Cara mengganti ic memori tv (September 2021).