Mikrodenetleyici üzerinde veri saklama

Sadece attiny'nin veri sayfasını okuyarak13, verilerini 20 yıl 85 santigrat derecede ve 100 yıl 25 santigrat derecede tutabileceğini söylüyor.

• Bu mikro okuma ve yazma ne olursa olsun, örneğin onu kapatın ve 20 yıl boyunca 85 santigrat derece sabit bir sıcaklıkta tutmak ve verilerini kaybedecek mi?
• Verilerini nasıl "kaybedebilir"? Bu kavramı göremiyorum.
• Ayrıca veri tutma bölümünde sayfa 6'da belirtilen ppm (milyonda bir parça?) İle ne var, ancak ne hakkında konuştuğunu anlamıyorum. Kristal osilatörler hakkında düzenli olarak gördüm ama neden kullanıldığını anlayamıyorum.

Flash bellek, EEPROM gibi, bilgilerini yüzen kapılarda saklar . (MOS) FET'lerin üzerindeki normal kapılar, FET'in açıldığı ve kapatıldığı harici bir bağlantıya sahiptir (entegre MOSFET'ler için bu bir metal katman bağlantısı olacaktır). Yüzen kapılar bu pime veya metal tabaka bağlantısına sahip değildir. SiO'da tamamen yalıtılmış oturuyorlar$_2$ MOSFET kanalının üstünde ve> $10^{14} \Omega$cm SiO$_2$ alabileceğiniz en iyi yalıtkanlardan biridir.

Geleneksel MOSFET'ler gibi, yük taşıdıklarında kanalı açarlar. Peki o zaman nasıl programlanıyorlar? Kanal ve kontrol kapısı arasına bir elektrik alanı uygulanarak oluşturulan tünelleme adı verilen kuantum etkisi sayesinde . Bu nedenle teknoloji, eski UV ile silinebilen EPROM'larda kullanılan FAMOS ("Yüzer Kapı Çığ Enjeksiyonu Metal Oksit Yarı İletken") ile karşılaştırılabilir "FLOating-gate Tunnel OXide" kısaltması olan FLOTOX olarak adlandırılmaktadır . (Burada tüneli ayrıntılı olarak açıklayamıyorum; kuantum etkileri herhangi bir mantığa meydan okuyor. Her neyse, büyük ölçüde istatistiğe dayanıyor).

İlk sorunuz aslında çift sorudur: 1) sınırsız okuma ve yazma yapabilir miyim ve 2) cihaz kullanılmadığında verileri saklıyor mu (raf ömrü)?
İlk ile başlamak için: hayır yapamazsınız. Sınırsız sayıda okuyabilirsiniz, ancak yazma döngüleri sınırlıdır. Veri sayfası 10000 kez diyor. Sınırlı sayıda döngü, silme işleminden sonra yüzen kapıda kalan ve sondaki sayı artık hücre silinemeyecek kadar büyük olan şarj taşıyıcılarından kaynaklanır.
Verilerini güç olmadan bile 20 yıl boyunca tutacak mı? Evet, veri sayfası böyle söylüyor. MTTF (Ortalama Başarısızlık Süresi) hesaplamaları (yine istatistiksel bir yöntem) milyon hata başına 1 kısımdan daha az tahmin ediyor . Ppm demek budur.

MTTF ile ilgili bir not MTTF , MTBF'den (Arızalar Arasındaki Ortalama Süre) farklı olan
Ortalama Arıza Süresi anlamına gelir . MTBF = MTTF + MTTR (Ortalama Onarım Süresi). Mantıklı.
İnsanlar aslında MTTF anlamına geldiklerinde MTBF terimini kullanırlar. Birçok durumda, MTTF 10 yıl ve MTTR 2 saat gibi çok fazla fark yoktur. Ancak başarısız mikrodenetleyiciler tamir edilmez , değiştirilirler, bu yüzden ne MTTR ne de MTBF burada bir şey ifade etmez.

Atmel 100 yıl sonra 1ppm hatalar veriyor. AVR'nin uzun zamandır üretimde olmadığı açıktır, o zaman bu rakama nasıl gelebilirler? Bunun sadece doğrusal bir şey olacağına dair sürekli bir yanlış anlama var: 1000 000 saat sonra 1 kusurlu cihaz 1000 cihaz popülasyonunda 1000 saatte 1 kusurlu cihazla aynı olacaktır. 1000 x 1000 = 1000 000, değil mi? Bu şekilde çalışmaz! Doğrusal değil. 1 milyon saatten sonra mükemmel hatalara sahip olabilirsiniz ve bir milyondan sonra bile, bir milyondan sonra bile yok! MTTF hesaplamaları, ürünün güvenilirliğini etkileyebilecek her türlü etkiyi dikkate alır ve her biri için bir zaman ekler. Daha sonra, ürünün nihayetinde başarısız olacağını tahmin etmek için istatistiksel yöntemler kullanılır. Ayrıca bakınız "

(MTBF'deki Wikipedia hata parçasını unutun. Yanlış.)

Verilerini nasıl kaybediyor? Geçit yükü, yüksek dirençler yoluyla normal devrede akım sızıntıları aynı anlamda sızmayacaktır. Bunu, tünelleme yoluyla programlandığı ve silindiği gibi yapar. Sıcaklık ne kadar yüksek olursa, yük taşıyıcıların enerjisi o kadar yüksek olur ve SiO üzerinden tünel açma şansı o kadar büyük olur$_2$ katman.

Federico'un 1 ppm değerinin cihazlara mı yoksa hücrelere mi atıfta bulunduğu sorusu haklı. Veri sayfası söylemiyor, ancak milyonda 1 hatalı veri hücresi olduğunu varsayıyorum. Neden? Cihazlar olsaydı, daha büyük Flash boyutlarına sahip cihazlar için daha kötü rakamlar alırsınız ve 16k için 1k için aynılar. Ayrıca, 100 yıl çok uzun. 1 milyondan 999 999 cihazın hala çalıştığını görünce şaşırırdım.

utanmadan burada çalınan görüntüler

Bu tür bellek, verileri yalıtılmış FET kapılarında küçük şarjlar olarak depolar. Bu aslında FET geçidini yüksek veya düşük voltajda tutar. Aynı şeye bakmanın bir başka yolu, 1 veya 0'ın bir FET geçidine bağlı bir kapasitör üzerinde bir voltaj olarak depolanmasıdır.

Şarj deposu kalıcı değil. Sonunda yeterli yük sızacak, böylece bitin orijinal durumu artık güvenilir bir şekilde belirlenemez. Daha yüksek sıcaklık, şarjın sızmasını biraz daha kolaylaştırır, bu nedenle veri tutma özelliği yüksek sıcaklıkta daha kısadır.

Ppm'ye gelince, evet "milyon başına parça". Yüzde ile aynı kavramdır, bu da yüz başına parça söylemenin başka bir yoludur. 100 sayfa / dakika = .01% = .0001

Attiny'de (ve diğer birçok uC'de) 'kalıcı' veriler flash bellekte saklanır - temel olarak şarjı 'yakalayabilen' (kapasitör gibi) özel bir transistördür. İşin püf noktası, bu kapasitöre bağlanan bir 'tel' olmamasıdır - bu yüzden şarj etmenin veya boşaltmanın tek yolu kuantum tünelleme yoluyladır. Bu, deşarjların gerçekten çok yavaş olduğu ve şarj edilmesi / boşaltılması oldukça zor olduğu anlamına gelir (her bir şarj / deşarj transistöre zarar verir, bu yüzden 10k silmeyle sınırlıdır).

Bu deşarjın hızı ampirik olarak belirlenir ve veri sayfasında görürsünüz.

Ancak bu 'tipik' değerdir - hem çok daha yüksek hem de daha düşük veri saklama süreleri elde edebilirsiniz - bu biraz rastgele olabilir. Verilerin ne zaman gitmesi gerektiğini önceden öğrenmenin kesin bir yolu yoktur. Bu nedenle veri sayfası + tahmininde bu tahmini, bu tahminden daha fazla cihazın daha kötü olacağını görürsünüz.