Minnistækni eins og EPROM og EEPROM er eftirsótt í þróun stafrænna kerfa. Báðar eru tegundir af óstöðugu minni, hannaðar til að varðveita upplýsingar jafnvel þegar rafmagn er fjarlægt, en þær eru verulega mismunandi í því hvernig þær geyma, eyða og uppfæra gögn. Skilningur á þessum mun er nauðsynlegur fyrir alla sem vinna með innbyggð kerfi. Þessi grein útskýrir hvernig EPROM og EEPROM virka, bera saman eiginleika þeirra og kanna kosti þeirra, takmarkanir og forrit.
Hvað er EEPROM?
EEPROM stendur fyrir Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory. Það er tegund af óstöðugu minni, sem þýðir að það geymir geymdar upplýsingar jafnvel þegar slökkt er á tækinu.
Helsti kosturinn við EEPROM er hæfileikinn til að endurforrita rafknúið. Hægt er að eyða gögnum og endurskrifa þau beint á hringrásarborðið með því að nota stýrð spennumerki, sem útilokar þörfina á að fjarlægja flísina líkamlega. Ólíkt fyrri ROM gerðum sem kröfðust fullrar eyðingar, styður EEPROM eyðingu bætistigs, þannig að hægt er að uppfæra ákveðin bæti án þess að trufla restina af minni.
Þetta gerir EEPROM mjög hentugan til að geyma lítil en mikilvæg gögn eins og stillingarstillingar, kvörðunargildi eða fastbúnaðarbreytur sem gæti þurft að breyta mörgum sinnum á líftíma kerfis.
Hvað er EPROM?
EPROM stendur fyrir Erasable Programmable Read-Only Memory. Eins og EEPROM er það óstöðugt minni, sem þýðir að geymd gögn haldast ósnortin jafnvel þegar slökkt er á rafmagni. Hins vegar notar það aðra eyðingaraðferð samanborið við rafeyðanlegar gerðir.
EPROM flís er pakkað með kvarsglerglugga sem afhjúpar sílikonið að innan. Þegar það verður fyrir útfjólubláu (UV) ljósi losnar geymd hleðsla í minnisfrumunum og eyðir gögnunum í raun. Þetta ferli tekur venjulega 15–20 mínútur af útsetningu fyrir útfjólubláum geislum. Til að uppfæra eða endurskrifa gögn þarf fyrst að fjarlægja flísinn úr hringrásinni, eyða honum undir útfjólubláu ljósi og setja síðan í sérstakt forritað sem notar tiltölulega háa forritunarspennu (12–24 V). Eftir eyðingu fara allar minnisfrumur aftur í upphafsástand og hægt er að skrifa ný gögn.
EPROM vs EEPROM: Samanburður á einkennum
| Þáttur | EPROM | EEPROM |
|---|---|---|
| Eyðingaraðferð | UV ljós í gegnum kvars glugga | Rafspennupúlsar |
| Endurforritun | Krefst fjarlægingar + utanaðkomandi forritari | Í hringrás, engin þörf á að fjarlægja |
| Granularity | Öllum flís eytt í einu | Eyðing á bætistigi möguleg |
| Varðveisla gagna | 10–20 ára | 10+ ára |
| Auðvelt í notkun | Hægur, ytri vélbúnaður nauðsynlegur | Hraðari, einfaldara, ekkert aukatæki |
Innri uppbygging og vinnuregla EPROM og EEPROM
Bæði EPROM og EEPROM eru byggð á MOSFET smára með fljótandi hliði, sem nota einangrað hlið til að fanga eða losa rafeindir. Tilvist eða fjarvera geymdrar hleðslu ákvarðar hvort minnisklefi táknar rökfræðina "0" eða "1".
• EPROM: Forritun er náð með því að beita háspennu sem þvingar rafeindir inn í fljótandi hliðið með innspýtingu heita burðarefnisins. Þegar þessar rafeindir hafa verið fastar haldast þær í mörg ár, sem gerir gögnin óstöðug. Til að eyða minningunni verður kubburinn fyrir útfjólubláu (UV) ljósi, sem veitir orkuna sem þarf til að losa fastar rafeindir í gegnum kvarsgluggann. Þetta endurstillir allar frumur samtímis.
• EEPROM: Í stað útfjólublás ljóss treystir EEPROM á Fowler-Nordheim jarðgöng, skammtagöngáhrif sem gera rafeindum kleift að hreyfast inn eða út úr fljótandi hliðinu undir stýrðum rafsviðum. Þessi vélbúnaður styður rafeyðingu beint á hringrásarborðinu, sem gerir valnar uppfærslur á bætistigi og hraðari endurforritun án þess að fjarlægja flísina líkamlega.
Kostir og gallar EEPROM og EPROM
| Þáttur | EEPROM | EPROM |
|---|---|---|
| Kostir | • Styður forritun í hringrás (engin þörf á að fjarlægja) • Eyðing bætistigs fyrir sértækar uppfærslur • Fáanlegt í raðútgáfum (I²C, SPI) og samhliða útgáfum • Mikið þol (\~1 milljón skrifa/eyða lotum) • Áreiðanleg gagnageymsla (10–20 ár) | • Óstöðug með langa varðveislu gagna (10–20 ár) • Endurnýtanlegt, ólíkt einu sinni PROM • Hagkvæmt á besta tíma • Hentar fyrir frumgerð og þróun snemma |
| Gallar | •Dýrari en EPROM • Þol takmarkað miðað við nútíma Flash• Skrifaðgerðir hægari en lestur • Yfirleitt minni afkastageta en Flash | •Aðeins hreinsun á fullri flögu (engin sértæk klipping) • Krefst útfjólublás ljóss og kvarsglugga til að eyða því út • Hægur eyðingartími (15–20 mínútur) • Þarfnast utanaðkomandi háspennuforritara • Viðkvæmt fyrir útfjólubláum geislum fyrir slysni |
Notkun EPROM og EEPROM í rafeindatækni
EPROM
• Geymsla fastbúnaðar í fyrstu örstýringum: Veitti áreiðanlega leið til að geyma innbyggðan kóða áður en EEPROM og Flash urðu staðalbúnaður.
• Forritaminni í einkatölvum og reiknivélum: Almennt notað til að geyma kerfishugbúnað og rökfræðiforrit.
• Stafræn tæki: Finnast í sveiflusjám, prófunarbúnaði og mælitækjum sem kröfðust stöðugrar geymslu forrita.
• Frumgerð og þjálfunarsett: Vinsælt í mennta- og þróunarumhverfi vegna þess að hægt var að eyða gögnum og endurskrifa þau mörgum sinnum til prófunar.
EEPROM
• BIOS/UEFI geymsla í tölvum: Geymir mikilvægar leiðbeiningar um ræsingu kerfisins og hægt er að uppfæra þær án þess að skipta um vélbúnað.
• Kvörðunargögn skynjara: Notað í bíla- og iðnaðarkerfum til að geyma fínstillt kvörðunargildi sem þarfnast einstaka uppfærslu.
• Fjarskiptatæki: Gerir kleift að endurstilla mótald, beina og grunnstöðvar án þess að skipta um flís.
• Snjallkort og RFID merki: Veitir öruggt, óstöðugt minni fyrir auðkenningu, auðkennisstjórnun og viðskiptagögn.
Lækningatæki: Geymir sjúklingasértækar breytur og stillingargögn í tækjum eins og glúkósamælum eða gangráðum.
PROM á móti EPROM á móti EEPROM
| Eiginleiki | PROM | EPROM | EEPROM |
|---|---|---|---|
| Forritun | Aðeins einu sinni: Gögn eru skrifuð varanlega við fyrstu forritun. | Endurskrifanlegt með UV ljósi: Krefst fjarlægingar og endurforritunar með háspennu. | Rafritanlegt: Styður endurforritun beint á hringrásarborðið. |
| Eyðing | Ekki mögulegt: Þegar þau hafa verið skrifuð er ekki hægt að breyta eða fjarlægja gögn. | Eyðing á öllum flísum: Eyða verður öllu minni með því að nota UV útsetningu í gegnum kvarsglugga. | Sértæk eyðing: Getur eytt á bætistigi eða öllum flísinni eftir þörfum. |
| Endurnýting | Nei: Ekki hægt að endurnota eftir að það hefur verið forritað. | Já: Eytt og endurskrifað mörgum sinnum (en takmarkað). | Já: Mikill sveigjanleiki með tíðum uppfærslum. |
| Þrek | 1 lota (skrifaðu einu sinni). | Um það bil 100–1,000 lotur áður en tækið slitnar. | Um 1.000.000 lotur, miklu hærra en EPROM. |
| Notkun í hringrás | Nei: Verður að forrita fyrir uppsetningu. | Nei: Verður að fjarlægja til að eyða útfjólubláum geislum og endurforrita. | Já: Styður uppfærslur í hringrás, sem gerir það tilvalið fyrir nútímakerfi. |
| Kostnaður | Lágt: Mjög ódýrt á bita. | Miðlungs: Dýrari en PROM en á viðráðanlegu verði á sínum tíma. | Hærra á bita: Dýrara en PROM/EPROM, en býður upp á yfirburða sveigjanleika. |
EPROM á móti EEPROM á móti Flash minni
| Eiginleiki | EPROM | EEPROM | Flash minni |
|---|---|---|---|
| Eyðingaraðferð | UV ljós í gegnum kvars glugga | Rafmagn, bæti-stig | Rafmagn, blokk/síðustig |
| Forritun | Krefst fjarlægingar + háspennuforritari | Endurforritun í hringrás | Endurforritun í hringrás |
| Endurnýting | Já, en hægt og óþægilegt | Já, tíðar uppfærslur mögulegar | Já, bjartsýni fyrir umfangsmiklar endurskrifanir |
| Þrek | \~100–1.000 lotur | \~1.000.000 lotur | \~10.000–100.000 lotur (fer eftir tegund) |
| Hraði | Mjög hægfara (útfjólublá eyðing: 15–20 mín.) | Miðlungs (hægari skrif en lestur) | Hratt (blokkaraðgerðir, meiri afköst) |
| Stærð | Lítil (KB–MB svið) | Lítil til meðalstór (KB–MB svið) | Mjög hátt (MB–TB svið) |
| Kostnaður á bita | Miðlungs (sögulegt) | Hærra | Lágt (staðall fyrir fjöldageymsla) |
| Dæmigerð notkun | Eldri kerfi, frumgerðir, menntun | BIOS, kvörðunargögn, örugg tæki | USB drif, SSD diskar, SD kort, snjallsímar, örstýringar |
Ályktun
EPROM og EEPROM voru tímamót í minnistækni og þjónuðu hvor um sig sem brú yfir í fullkomnari geymslulausnir eins og Flash. EPROM bauð upp á hagnýta leið til að endurforrita tæki á sínum tíma, en EEPROM kynnti meiri sveigjanleika með hringrás og sértækum uppfærslum. Í dag er EEPROM enn viðeigandi til að geyma lítil en mikilvæg gögn, á meðan Flash er ráðandi í stórum geymsluþörfum. Með því að bera saman þessar minnisgerðir færðu skýra mynd af því hvernig tækninni hefur fleygt fram og hvers vegna EEPROM finnur enn sinn sess í nútíma rafeindatækni.
Algengar spurningar [algengar spurningar]
Af hverju er EEPROM betri en EPROM?
EEPROM er betra vegna þess að það gerir rafforritun í hringrás, styður eyðingu bætistigs og útilokar þörfina á að fjarlægja UV ljós eða flís. Þetta gerir það sveigjanlegra og þægilegra en EPROM.
Er Flash minni það sama og EEPROM?
Nei. Flassminni er byggt á EEPROM tækni en fínstillt fyrir mikinn þéttleika og eyðingu blokka/blaðsíðu. EEPROM leyfir eyðingu á bætistigi, en Flash er hraðari og ódýrara á bita, sem gerir það tilvalið fyrir fjöldageymslu.
Hversu lengi geta EEPROM og EPROM geymt gögn?
Báðir geta venjulega geymt gögn í 10–20 ár, þó að EPROM þol sé takmarkað við ~100–1,000 lotur, en EEPROM getur varað í allt að ~1,000,000 lotur.
Af hverju þarf EPROM kvarsglugga?
Kvarsglugginn hleypir útfjólubláu ljósi inn í flísina til að eyða geymdum hleðslum úr fljótandi hliðinu. Án þessa gagnsæja glugga væri eyðing ekki möguleg.
Hvar er EEPROM enn notað í dag?
EEPROM er mikið notað í BIOS/UEFI fastbúnaði, skynjarakvörðun, RFID merki, snjallkortum, lækningatækjum og iðnaðarbúnaði þar sem sértækar uppfærslur eru nauðsynlegar.