EPROM: различия между версиями

30 байт добавлено ,  5 лет назад
м
Нет описания правки
(→‎Литература: оформление)
м
[[Файл:Eprom.jpg|thumb|250px|EPROM. Небольшое кварцевое окно позволяет стирать данные ультрафиолетовым облучением.]]
{{Типы компьютерной памяти}}
 
'''EPROM''' ({{lang-en| '''E'''rasable '''P'''rogrammable '''R'''ead '''O'''nly '''M'''emory}})  — класс полупроводниковых запоминающих устройств, [[Постоянное запоминающее устройство|постоянная память]], для записи информации (программирования) в которую используется электронное устройство- — [[программатор]], и которое допускает перезапись.
 
Представляет собой матрицу [[Транзистор с плавающим затвором|транзисторов с плавающим затвором]] индивидуально запрограммированных с помощью электронного устройства, которое подаёт более высокое напряжение, чем обычно используется в цифровых схемах. В отличие от [[PROM]], после программирования данные на EPROM можно стереть (сильным [[ультрафиолет]]овым светом от ртутного источника света). EPROM легко узнаваем по прозрачному окну из [[Кварцевое стекло|кварцевого стекла]] в верхней части корпуса, через которое виден [[Кремний|кремниевый]] чип и через которое производится облучение ультрафиолетовым светом во время стирания.
 
== История ==
Разработка ячеек памяти EPROM началась с расследования дефектности интегральных схем, в которых затворы транзисторов оказались разрушенными. Хранимые заряды в этих изолированных затворах изменили их свойства. EPROM был изобретён Довом Фроманом ({{нп3|Dov Frohman|Dov Frohman-Bentchkowsky}}) из [[Intel]] в 1971 году, за что он получил в 1972 году патент США №3660819№ 3660819<ref>[http://www.google.com/patents?id=vcwtAAAAEBAJ&printsec=abstract#v=onepage&q&f=false FLOATING GATE TRANSISTOR AND METHOD ... -… — Google Patents<!-- Заголовок добавлен ботом -->]</ref>.
 
== Принцип действия ==
Для запоминания данных требуется выбрать нужный адрес и подать более высокое напряжение на транзисторы. Это создаёт лавинный разряд электронов, которые получают достаточно энергии, чтобы пройти через изолирующий слой окисла и аккумулироваться на управляющем электроде (см. [[туннельный эффект]]). Когда высокое напряжение снимается, электроны оказываются запертыми на электроде.<ref>Vojin G. Oklobdzija, ''Digital Design and Fabrication'', CRC Press, 2008 ISBN 0849386020, page 5-14 through 5-17 </ref> Из-за высокой изолирующей величины оксида кремния, окружающего затвор, накопленный заряд не может утечь, и данные в нём хранятся в течение десятилетий.
 
В отличие от памяти [[EEPROM]], процесс программирования в EPROM не является электрически обратимым. Чтобы стереть данные, хранящиеся в матрице транзисторов, на неё направляется ультрафиолетовый свет. Фотоны ультрафиолетового света рассеиваясь на избыточных электронах, придают им энергию, что позволяет заряду, хранящемуся на плавающем затворе, рассеяться. Так как вся матрица памяти подвергается обработке, то все данные стираются одновременно. Процесс занимает несколько минут для УФ-ламп небольших размеров. Солнечный свет будет стирать чип в течение нескольких недель, а комнатная [[люминесцентная лампа]]  — в течение нескольких лет.<ref> John E. Ayers ,''Digital integrated circuits: analysis and design'', CRC Press, 2004 , ISBN 084931951X, page 591 </ref> Вообще, для стирания чипы EPROM должны быть извлечены из оборудования, так как практически невозможно вставить в УФ-лампу какой-либо блок и стереть данные только с части чипов.
 
== Детали ==
Стирание может быть также выполнено с помощью [[Рентгеновское излучение|рентгеновских лучей]]:
 
:" «Стирание может быть сделано неэлектрическими методами, так как управляющий электрод электрически недоступен. Освещение ультрафиолетовым светом любой части неупакованного устройства вызывает фототок, который течёт из плавающего затвора на кремниевую подложку, тем самым переводя затвор в исходное незаряженное состояние. Этот метод стирания позволяет осуществлять полное тестирование и коррекцию сложных матриц памяти до корпусования. После корпусования информация всё ещё может быть стёрта рентгеновским излучением, превышающим 5*10<sup>4</sup> [[Рад (единица измерения)|рад]], дозы, которая легко достигается коммерческими генераторами рентгеновского излучения.<ref>May 10, 1971 issue of Electronics Magazine in an article written by Dov Frohman</ref> Иными словами, чтобы стереть EPROM, вы должны применить источник рентгеновского излучения, а затем поместить чип в духовку при температуре около 600 градусов по Цельсию (для отжига полупроводниковых изменений, вызванных рентгеновскими лучами)."»<ref name="jmargolin_com-eprom">{{cite web|title=eprom|url=http://www.jmargolin.com/patents/eprom.htm|archiveurl=http://www.webcitation.org/61BnNSfeX|archivedate=2011-08-25}} 090508 jmargolin.com</ref>
 
EPROM имеют ограниченное, но большое количество циклов стирания. Диоксид кремния около затвора накапливает постепенные разрушения при каждом цикле, что делает чип ненадёжным после нескольких тысяч циклов стирания. Программирование EPROM выполняется доволньно медленно по сравнению с другими типами памяти, потому что участки с более высокой плотностью оксида между слоями соединений и затвора получают меньше экспозиции. Ультрафиолетовое стирание становится менее практичным для очень больших размеров памяти. Даже пыль внутри корпуса может препятствовать некоторым ячейкам памяти выполнить стирание.<ref> Sah 1991 page 640 </ref>
Программируемые через маску ПЗУ при больших партиях выпуска (тысячи штук и более) имеют довольно низкую стоимость производства. Однако, чтобы их сделать, требуется несколько недель времени, так как нужно выполнить сложные работы для рисования маски каждого слоя интегральной схемы. Первоначально предполагалось, что EPROM будет стоить слишком дорого для массового производства и использования, поэтому планировалось ограничиться выпуском только опытных образцов. Вскоре выяснилось, что небольшие объёмы производства EPROM экономически целесообразны, особенно, когда требуется быстрое обновление прошивки.
 
Некоторые [[микроконтроллер]]ы ещё до эпохи [[EEPROM]] и [[Флэш-память|флэш-памяти]] использовали встроенную на чипе память EPROM для хранения своей программы. К таким микроконтроллерам относятся некоторые версии [[Intel 8048]], Freescale 68HC11 и версии "«С"» микроконтроллеров [[PIC]]. Подобно чипам EPROM, такие микроконтроллеры перешли на оконную (дорогую) версию, что было полезно для отладки и разработки программ. Вскоре эти чипы стали делать по технологии PROM с непрозрачным корпусом (что несколько снизило стоимость его производства). Освещение матрицы памяти такого чипа светом могло также изменить его поведение непредсказуемым образом, когда производство переходило с изготовления оконного варианта на безоконный.
 
== Размеры и типы чипов EPROM ==
{| class="wikitable" style="text-align:center"
|-
! Тип EPROM !! Размер  — [[бит]] !! Размер  — [[байт]] !! Длина ([[Шестнадцатеричная система счисления|hex]]) !! Последний адрес ([[Шестнадцатеричная система счисления|hex]])
|-
| 1702, 1702A || 2 [[Килобит|Кбит]] || 256 || 100 || FF
|}
 
<ref> ПРИМЕЧАНИЕ: EPROM 1702 были [[PMOS]], 27x серия EPROM, содержащая в названии букву «С», базируются на [[CMOS]] , без «С»  — на [[NMOS]]
</ref>
 
 
== Интересные факты ==
* Подавляющее большинство микросхем имеют маркировку на своем полупроводниковом [[чип|чипе]]е: название микросхемы, иногда дату копирайта, выполненные металлическими дорожками по той же технологии, по которой выполняется топология микросхемы. У большинства чипов после заливки в пластиковый корпус прочитать маркировку становится нельзя, но микросхемы EPROM относятся к тому редкому исключению, у которых это возможно. Поскольку для чтения имени чипа нужен мощный оптический микроскоп, обычно дающий перевернутое изображение, обычной практикой бывает нанесение имени чипа в перевернутом, "«зеркальном"» варианте, тогда в микроскоп надпись читается в нормальном виде.
* Первые советские микросхемы EPROM на практике имели ресурс всего 2-3 стирания и были очень чувствительны к передозировке экспозиции.
 
* [[Флеш-память]]
* [[Карта памяти]]
* [[Intel HEX]]  — формат файла
* [[SREC]]  — формат файла
 
== Примечания ==
{{примечания}}
 
== Литература ==
* Угрюмов Е. П.  Цифровая схемотехника. — БХВ-Петербург, (2005). — Глава 5.
 
== Ссылки ==
* [http://www.progshop.com/shop/electronic/eprom-programming.html Detailed information about EPROMs types and EPROM programming]
== Литература ==
* Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника БХВ-Петербург (2005) Глава 5
 
[[Категория:Энергонезависимая память]]