EEPROM-minnen - integrerade kretsar
(4 214)EEPROM-minnen hör till elektroniska komponenter med en lång historia. De är ingen ny uppfinning och har använts sedan första halvan av 1970-talet. De erbjöd en av de första metoderna för en varaktig datalagring i elektroniska kretsar. Egentligen borde man säga att tekniken fortfarande utvecklas eftersom Flash-minnen som finns i SSD-diskar, SD-kort eller USB-minnen delar många gemensamma egenskaper med EEPROM, framför allt vad gäller konstruktionen. Det måste också påpekas att EEPROM sakta trängs ut av sin efterträdare eftersom utvecklingen av tillverkningsmetoderna under de senaste åren har gjort att användningen av Flash-komponenter blivit prisattraktivt (de erbjuder också en mycket större kapacitet och skriv-/läshastighet). Icke desto mindre, i många applikationer är EEPROM-minnen fortfarande populära.
EEPROM uppbyggnad
EEPROM är förkortningen för ”elektriskt raderbart programmerbart läsminne” (förkortning för engelska Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory). Det är en typ av ett icke-flyktigt minne (data sparas efter strömavbrott). I dessa kretsar används FGMOS-transistorer (Floating Gate MOSFET), dvs. MOSFET med ”flytande grind”. FGMOS är en sorts transistor utrustad med: kontrollgrind (control) och flytande grind (floating). Den första gör det möjligt att växla den andras last medan lasten i den flytande grinden behålles. Till följd av detta är kanalen mellan källan och kollektorn permanent öppen eller permanent stängd (obefintlig). Genom att koppla FGMOS-transistorer i CMOS-tekniken får man en mikroskopiskt liten enbits minnescell (de facto logisk grind) vars tillstånd kan ändras och sparas. Åtta sådana celler skapar en byte minne, 8192 grindar – kilobyte osv.
Användning av EEPROM-minnen
EEPROM-minnen erbjuder enkla skriv-/läsmetoder av små datamängder (några kilobyte), bl.a. med hjälp av allmänt implementerade gränssnitt (ex. SPI, 1-wire, I2C). Ett av de populäraste användningsområden för dessa produkter är att spara inställningar av olika enheter, också inom radio- och TV-utrustning samt vitvaror och hushållsmaskiner. Tack vare dem sparar en radio- eller TV-apparat frekvenser som hänger ihop med respektive kanaler samt preferenser vad gäller ljudbehandling (equalizer). EEPROM-kretsar fyller liknande funktioner även i enklare utrustning, ex. sparar information när en väckarklocka ska ringa.
EEPROM-minnets enkla hantering beror på minnescellernas organisation. De är uppdelade i sidor (pages) där varje byte har en tilldelad adress (8- eller 16-bitars, beroende på modell). Skriv- och läsfunktionerna kräver att första ramens adress anges – detta värde inkrementeras automatiskt i takt med att data hämtas från/matas in i bufferten. Tack vare detta kan läsning ske med hjälp av enstaka kommandon och verkställas av en billig kontroller med grundläggande funktionalitet. Vissa mikrokontrollermodeller (ex. populära AVR har en inbyggd EEPROM-krets som används för att spara data från programnivån (utan programmeringsenhet).
En annan fördel med EEPROM-kretsar utgörs av deras hållbarhet och elektrisk tålighet vilket gör att denna typ av minne har under lång tid varit populär inom fordonselektroniken.
Väsentliga parametrar av EEPROM-minnet
Vid val av EEPROM-minneskrets för användning i ett visst projekt ska några aspekter tas i beaktande. Den grundläggande är givetvis minneskapacitet. I TMEs sortiment finns kretsar med kapacitet från några tiotal bitar till några megabitar (Mb). Kom ihåg att storhet som anges i kilobitar (kb) och megabitar (Mb) är alltid 8-gånger mindre än kapacitet som mäts i kilobyte (KB) och megabyte (MB).
EEPROM-komponenterna är tillgängliga i SMD-format (ytmontering) och THT-format (hålmontering). Det finns en stor skillnad i antalet utgångar mellan modeller med parallellt gränssnitt (snabbare minnen med säkrare kommunikationsmetod) samt med seriellt gränssnitt. Den andra kan hantera en av några överföringstyper, bl.a. 2-wire, I2C eller SPI (används ofta i mikroprocessor- och mikrokontrollerbaserade system).
I vissa fall spelar åtkomsttiden och klockfrekvensen som påverkar den maximala skriv- och läshastigheten en viktig roll. Det kan vara en mycket viktig faktor i vissa applikationer (ex. snabb växling mellan inställningar som består av en relativ stor datamängd).
Givetvis kan man inte glömma grundläggande parametrar som måste tas i beaktande vid projektering av elektroniska enheter. Den första utgörs av arbetsspänningen. Här har många EEPROM-kretsar en stor tolerans – de kan användas i 3,3V och 5V DC kretsar. Oftast ligger de nominella värdena inom området från 1,5V till 6V och är produktspecifika. Den andra viktiga aspekten utgörs av arbetstemperaturen. Här är det värt att påpeka att EEPROM-minnen är väldigt hållbara komponenter och vissa modeller kan även arbeta i temperaturer från -40°C till 125°C.
Lager:
