EEPROM (Elektrisch löschbare, programmierbare Nur-Lese-Speicher )

Wir wissen, dass ROM eine Art nichtflüchtiger Speicher ist, aber wussten Sie auch, dass der EEPROM-Speicher ebenfalls zu den nichtflüchtigen Speichern gehört? In diesem Artikel gibt Ihnen MiniTool einige Informationen über EEPROM.

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Überblick über EEPROM

Definition

Was ist ein EEPROM-Speicher? Die Abkürzung steht für „Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory / Elektrisch löschbarer programmierbarer Nur-Lese-Speicher“, was auch als E2PROM geschrieben werden kann. Als eine Art nichtflüchtiger Speicher, der in Computern verwendet wird, ist er in Mikrocontroller für Smartcards und schlüssellose Fernbedienungen sowie andere elektronische Geräte integriert, um relativ kleine Datenmengen zu speichern. Er ermöglicht jedoch das Löschen und Neuprogrammieren einzelner Bytes.

Der EEPROM ist als „Floating-Gate-Transistor-Array“ organisiert. EEPROMs können durch Anlegen spezieller Programmiersignale im Schaltkreis programmiert und gelöscht werden. Ursprünglich waren EEPROMs auf Einzel-Byte-Operationen beschränkt, was sie langsam machte, aber moderne EEPROMs unterstützen Multi-Byte-Seitenoperationen.

Die Lebensdauer von EEPROMs beim Löschen und Neuprogrammieren ist begrenzt und erreicht momentan bei modernen EEPROMs eine Million Operationen. Bei einem EEPROM, das häufig neu programmiert wird, ist die Lebensdauer des EEPROM ein wichtiger Faktor bei der Entwicklung.

Heutzutage wird EEPROM in eingebetteten Mikrocontrollern und Standard-EEPROM-Produkten verwendet. EEPROM benötigt immer noch eine Struktur von 2 Transistoren pro Bit, um die dedizierten Bytes im Speicher zu löschen, während Flash-Speicher 1 Transistor pro Bit haben, um den Speicherbereich zu löschen.

Da die EEPROM-Technologie für bestimmte Sicherheitsgeräte wie Kreditkarten, SIM-Karten, schlüssellose Zugangssysteme usw. verwendet wird, verfügen einige Geräte über einen Sicherheitsschutzmechanismus.

Geschichte

• In den frühen 1970er Jahren begannen einige Unternehmen und Organisationen mit der Entwicklung von EEPROMs.
• 1972 wurde das EEPROM-Gerät erfolgreich hergestellt
• 1975 meldeten die Halbleitersparte von NEC und später NEC Electronics (heute Renesas Electronics) den Markennamen EEPROM® beim Japanischen Patentamt an. 1978 wurde das Markenrecht gewährt und unter der Nr. 1.342.184 in Japan registriert, was bis März 2018 gültig war.
• Im Februar 1977 erfand Eliyahou Harari von der Hughes Aircraft Company eine neue EEPROM-Technologie, welche die Fowler-Nordheim-Tunneltechnik verwendet und eine dünne Schicht aus Siliziumdioxid zwischen dem Floating Gate und dem Wafer durchläuft. Hughes produzierte dieses neue EEPROM-Gerät weiter. Das Patent bezog sich jedoch auf das EEPROM® von NEC
• Von 1976 bis etwa 1978 machte das Intel-Team, darunter George Perlegos, einige Erfindungen, um diese Tunneling-EEPROM-Technologie zu verbessern.
• Im Jahr 1978 entwickelte das Intel-Team ein 16K (2K Wort × 8) Bit Intel 2816-Gerät mit einer dünnen Siliziumdioxidschicht von weniger als 200Å.
• 1980 wurde diese Struktur in Form von FLOTOX (Floating Gate Tunnel Oxide) öffentlich eingeführt. Die FLOTOX-Struktur verbesserte die Zuverlässigkeit des Lösch-/Schreibzyklus pro Byte um das bis zu 10.000-fache.

Elektrische Schnittstelle

EEPROM-Geräte verwenden serielle oder parallele Schnittstellen für die Dateneingabe/-ausgabe.

Serielle Busgeräte

Gängige serielle Schnittstellen sind SPI, I²C, Microwire, UNI/O und 1-Wire. Sie verwenden 1 bis 4 Gerätepins und ermöglichen die Verwendung von 8-Pin oder kleineren Paketen. Ein typisches serielles EEPROM-Protokoll umfasst drei Phasen: OP-Code-Phase, Adressphase und Datenphase.

Jedes EEPROM-Gerät hat normalerweise seinen eigenen Satz von OP-Code-Anweisungen, die verschiedenen Funktionen zugeordnet sind. Zu den gängigen Operationen bei SPI-EEPROM-Geräten gehören:

• Write Enable (WRENAL)
• Write Disable (WRDI)
• Read Status Register (RDSR)
• Write Status Register (WRSR)
• Read Data (READ)
• Write Data (WRITE)

Andere von einigen EEPROM-Geräten unterstützte Operationen sind:

• Programmieren
• Sektor löschen
• Chip löschen Befehle

Parallelbus-Geräte

Parallele EEPROM-Geräte verfügen normalerweise über einen 8-Bit-Datenbus und einen Adressbus, der breit genug ist, um den gesamten Speicher abzudecken. Die meisten Geräte verfügen über Chip-Auswahl- und Schreibschutz-Pins. Einige Mikrocontroller verfügen auch über integrierte parallele EEPROM.

Im Vergleich zu seriellen EEPROMs ist der Betrieb von parallelen EEPROMs einfach und schnell, aber aufgrund der höheren Pin-Anzahl (28 Pins oder mehr) sind diese Geräte größer und werden aufgrund der Verwendung von seriellen EEPROMs oder Flash-Speichern allmählich beliebter.

Andere Geräte

EEPROM-Speicher werden verwendet, um Funktionen in anderen Produktarten zu aktivieren, die nicht ausschließlich Speicherprodukte sind. Produkte wie Echtzeituhren, digitale Potentiometer und digitale Temperatursensoren können über eine geringe Menge an EEPROM verfügen, um Kalibrierungsinformationen oder andere Daten zu speichern, die verfügbar sind, wenn die Stromversorgung ausgeschaltet wird. Vor der Verwendung externer und interner Flash-Speicher wurden diese auch in Videospielkassetten verwendet, um den Spielfortschritt und die Konfiguration zu speichern. 

Zum Ende

In diesem Artikel erfahren Sie, was EEPROM ist. Es ist die Abkürzung für „Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory“ (Elektrisch löschbarer, programmierbarer Nur-Lese-Speicher) und verwendet häufig serielle oder parallele Schnittstellen für die Dateneingabe/-ausgabe.