Verlieren EEPROMs mit der Zeit ihre Daten?
Zum Beispiel wird ein kleines 8x8-Bild, das auf eeprom gespeichert ist, mit der Zeit beschädigt? Ich habe irgendwo gesehen, wie Eeproms im Laufe der Zeit ihre Daten verloren haben, wie VHS-Bänder.
Antworten
Ja, sie basieren auf einer dumm winzigen Ladung an einem schwimmenden Tor, so dass sie irgendwann ihr Gedächtnis verlieren werden.
Die Zeit ist im Allgemeinen unter gutartigen Bedingungen ziemlich lang (selten, wenn überhaupt, neu geschrieben, kühle Temperaturen, keine signifikante ionisierende Strahlung).
Wenn eines dieser Dinge nicht wahr ist, kann das Leben erheblich verkürzt werden. Zum Beispiel , bei hohen Temperaturen von Faustregel ist die Hälfte für jede 10 ° C (nicht sicher , dies ist 100% für EEPROM - Zellen gültig, aber sie verwendet es hier) .. so , dass 100 Jahre werden 50 Jahre bei 35 ° C, 25 Jahren bei 45 ° C, 12,5 Jahren bei 55 ° C usw. Bei einer maximalen Lagertemperatur von 150 ° C kann die Retention weniger als eine Woche betragen.
In ähnlicher Weise kann ein schlecht geschriebenes oder fehlerhaftes Programm die Lebensdauer von 10 ^ 6 Lösch- / Schreibzyklen innerhalb weniger Stunden schnell überschreiten.
Ich glaube, es gibt eine Wechselwirkung zwischen den beiden Schreibzyklen, die sich negativ auf die Retentionszeit auswirken.
Sie finden ein Datenblatt für das EEPROM, das Sie verwenden möchten. Ich habe mir einen für einen 24LC64 (von Microchip) angesehen und festgestellt, dass die Datenaufbewahrung länger als 200 Jahre war. Ja, sie speichern Daten nicht für immer, sind aber möglicherweise gut genug für Ihre Verwendung.
Es gibt verschiedene Methoden zur Herstellung eines EEPROM, und ich erwähne dies nur, weil es meistens so ziemlich alles sein kann, wenn Leute "EEPROM" sehen. Im Allgemeinen hängt die Architektur stark davon ab, wofür sie verwendet werden. In allen Fällen handelt es sich um eine Variation des Floating-Gate-MOSFET. Sie haben nur eine sehr geringe Ladung für NOR- und NAND-basierten Speicher für SSDs, aber größere Kondensatoren für industrielle Anwendungen, bei denen Sie Wert auf Datenintegrität legen. Grundsätzlich hängt dies von der Struktur des Leseverstärkers ab und davon, wie viel Ladung erforderlich ist, um die Bits umzudrehen. Ich würde meine ICs bei 200 ° C in einen Ofen stellen, um das Altern zu simulieren und den Ladungsverlust zu untersuchen. Im Allgemeinen sahen wir keinen Ladungsverlust aufgrund der Gates, sondern mögliche Offsets aufgrund der in den Oxiden eingeschlossenen flachen Ladung.
Hier ist eine Zusammenfassung, wie Sie schwimmende Tore herstellen:
- Analog- basiert, die mit Injection und Tunneling programmiert sind
- Differential. Dies verwendet zwei verschiedene schwebende Gatter, um einen Wert zu speichern, so dass eines hoch und eines niedrig ist. TI verwendet dies, um Informationen zu Nicht-FLASH-Prozessen zu speichern.
- SONOS Die Ladung ist im Oxid gefangen. Dies funktioniert gut für den Raum.
- NOR / NAND. Dies hat eine ausgezeichnete Ladungsdichte, ist jedoch ein spezielles Herstellungsverfahren.
Bei all diesen testen Sie sie, indem Sie sie in einen Ofen stellen und den zeitlichen Verlauf beobachten. Das NOR / NAND ist das schlechteste, weil es von der Dichte angetrieben wird, so dass sehr wenig Ladung vorhanden ist. Alles andere wird die Ladung für immer effektiv halten. Man muss auch bedenken, dass das Ändern des Zustands destruktiv sein kann, je nachdem, wie man es macht.
Physikwarnung: Wenn Sie "tunneln", ist dies ein Quantenprozess und dies ist effektiv sicher für unendliche Zyklen, da Sie nicht genug Energie haben, um ein Loch zu bewegen. Wenn Sie die Heißelektroneninjektion verwenden, besteht die Wahrscheinlichkeit, dass Sie irgendwann einen Energiezustand haben, der hoch genug ist, um ein Loch zu bewegen, und Sie werfen ein Atom in Oxid. Wenn Sie vorsichtig sind, dh nicht in Eile, können Sie effektiv unendlich viele Programmierzyklen haben. Die Oxide füllen sich mit flachen Ladungsfallen, um eine Vorspannung zu erzeugen. Wenn Sie jedoch einen ausreichend großen Kondensator haben, treten keine Probleme mit Offsets auf.
Andere Antworten haben das grundlegende Korruptionsrisiko von EEPROMs abgedeckt, dies betrifft jedoch nur die Hardware. EEPROMs müssen jedoch von der Software gelesen werden, und Software verfügt häufig über Wiederherstellungsstrategien, um Fehler in EEPROM-Daten zu erkennen.
Wenn die Software eine Fehlerbehebung bietet, wird dem Benutzer möglicherweise nie eine Beschädigung angezeigt. Wenn der Fehler behoben werden kann (und dies ist bei den meisten Fehlern beabsichtigt), erkennt die Software die Beschädigung, stellt sie wieder her und meldet die korrigierten Daten an den Benutzer. Die Software schreibt normalerweise auch die Daten im EEPROM neu, um sicherzustellen, dass sie auch in Zukunft korrekt bleiben. Das Ergebnis ist, dass, obwohl Korruption sehr wahrscheinlich irgendwann über die Lebensdauer des EEPROM auftritt, die Wahrscheinlichkeit einer Korruption über die Lebensdauer des EEPROM, die nicht korrigiert werden kann, sehr, sehr gering ist.
Wenn die Software eine Fehlererkennung (z. B. eine Prüfsumme), jedoch keine Fehlerbehebung bietet, kann das Ergebnis alles oder nichts sein. Beschädigte Dateien werden möglicherweise vollständig verworfen, anstatt verfügbar gemacht zu werden und Fehler vom Typ "VHS-Band" anzuzeigen. In diesem Fall kann eine Änderung von nur einem Bit im Bild dazu führen, dass das gesamte Bild als unlesbar gemeldet wird.
Natürlich kann die Software die Daten auch so melden, wie sie sind. In diesem Fall kann es, wie in früheren Antworten angegeben, im Laufe der Zeit zu geringfügigen Schäden kommen.