Programmerbar ROM - Programmable ROM

Computer minne og datalagertyper
Generell
Flyktige
RAM
Historisk
Ikke-flyktig
rom
NVRAM
Tidlig stadium NVRAM
Analog opptak
Optisk
Under utvikling
Historisk

Et programmerbart skrivebeskyttet minne ( PROM ) er en form for digitalt minne der innstillingen av hver bit er låst av en sikring eller antifuse . ( eFUSE kan også brukes) Det er en type skrivebeskyttet minne (ROM). Dataene i dem er permanente og kan ikke endres. PROM-er brukes i digitale elektroniske enheter for å lagre permanente data, vanligvis lavnivåprogrammer som firmware eller mikrokode . Hovedforskjellen fra en standard ROM er at dataene skrives inn i en ROM under produksjon, mens data med en PROM er programmert i dem etter produksjon. Dermed pleier ROM bare å brukes til store produksjonskjøringer med godt verifiserte data, mens PROM-er brukes til å tillate selskaper å teste på en delmengde av enhetene i en rekkefølge før de brenner data inn i dem alle.

PROM-er produseres blanke og kan, avhengig av teknologien, programmeres på wafer, endelig test eller i systemet. Blanke PROM-brikker programmeres ved å koble dem til en enhet som kalles en PROM-programmerer . Tilgjengeligheten av denne teknologien gjør det mulig for bedrifter å holde en forsyning med tomme PROM-er på lager, og programmere dem i siste øyeblikk for å unngå stort volumengasjement. Denne typen minner brukes ofte i mikrokontrollere , videospillkonsoller , mobiltelefoner, RFID- koder ( radiofrekvensidentifikasjon ), implanterbare medisinske enheter, HD-multimediagrensesnitt ( HDMI ) og i mange andre forbruker- og bilelektronikkprodukter.

Historie

PROM ble oppfunnet i 1956 av Wen Tsing Chow , som jobbet for Arma-divisjonen til den amerikanske Bosch Arma Corporation i Garden City , New York . Oppfinnelsen ble unnfanget på forespørsel fra United States Air Force om å finne en mer fleksibel og sikker måte å lagre målkonstantene på Atlas E / F ICBMs luftbårne digitale datamaskin. Patentet og tilhørende teknologi ble holdt under hemmeligholdsrekkefølge i flere år mens Atlas E / F var den viktigste operasjonelle missilen til USAs ICBM-styrke. Begrepet forbrenning , som refererer til prosessen med å programmere en PROM, er også i det opprinnelige patentet, da en av de opprinnelige implementeringene var å bokstavelig talt brenne de interne kinnskjeggene til dioder med en strømoverbelastning for å produsere en kretsdiskontinuitet. De første PROM-programmeringsmaskinene ble også utviklet av Arma-ingeniører under Mr. Chows ledelse og befant seg i Armas Garden City-laboratorium og Air Force Strategic Air Command (SAC) hovedkvarter.

OTP (engangsprogrammerbart) minne er en spesiell type ikke-flyktig minne (NVM) som tillater at data bare skrives til minnet en gang. Når minnet er programmert, beholder det verdien ved tap av strøm (dvs. er ikke flyktig). OTP-minne brukes i applikasjoner der pålitelig og repeterbar lesing av data er nødvendig. Eksempler inkluderer oppstartkode, krypteringsnøkler og konfigurasjonsparametere for analoge, sensor- eller skjermkretser. OTP NVM er karakterisert, over andre typer NVM som eFuse eller EEPROM, ved å tilby en lav effekt, lite areal minnestruktur. Som sådan finner OTP-minne anvendelse i produkter fra mikroprosessorer og skjermdrivere til Power Management IC-er (PMIC-er).

Kommersielt tilgjengelige halvleder antifuse-baserte OTP-minnearriser har eksistert i det minste siden 1969, med innledende antifuse bitceller avhengig av å blåse en kondensator mellom kryssende ledende linjer. Texas Instruments utviklet en MOS gate oksid nedbrytning antifuse i 1979. En dual-gate-oksid to-transistor (2T) MOS antifuse ble introdusert i 1982. Tidlig oksid nedbrytning teknologier viste en rekke skalering, programmering, størrelse og produksjonsproblemer som forhindret volum produksjon av minneenheter basert på disse teknologiene.

Selv om antifuse-basert PROM har vært tilgjengelig i flere tiår, var den ikke tilgjengelig i standard CMOS før 2001 da Kilopass Technology Inc. patenterte 1T, 2T og 3.5T antifuse bitcelle-teknologier ved hjelp av en standard CMOS-prosess, som muliggjorde integrering av PROM i logikk. CMOS-sjetonger. Den første antifuse for prosessnoder kan implementeres i standard CMOS er 0,18 um. Siden gate oksid sammenbrudd er mindre enn krysset sammenbrudd, var spesielle diffusjon trinn ikke nødvendig for å lage antifuse programmeringselementet. I 2005 ble en splittkanal antifuse-enhet introdusert av Sidense. Denne bitkanalen med delt kanal kombinerer de tykke (IO) og tynne (gate) oksydenhetene til en transistor (1T) med en vanlig polysilisiumport .

Programmering

Image
Texas Instruments PROM-type TBP18SA030N

En typisk PROM kommer med alle biter som "1". Brenning av en sikringsbit under programmering får biten til å lese som "0". Minnet kan programmeres bare en gang etter produksjonen ved å "blåse" sikringene, noe som er en irreversibel prosess.

Bitscellen er programmert ved å påføre en høyspenningspuls som ikke oppstår under en normal operasjon over porten og substratet til den tynne oksydtransistoren (rundt 6   V for et 2 nm tykt oksid, eller 30   MV / cm) for å bryte ned oksidet mellom port og underlag. Den positive spenningen på transistorens gate danner en inversjonskanal i substratet under porten, og får en tunnelstrøm til å strømme gjennom oksidet. Strømmen produserer flere feller i oksidet, øker strømmen gjennom oksidet og til slutt smelter oksidet og danner en ledende kanal fra port til underlag. Strømmen som kreves for å danne den ledende kanalen er rundt 100   µA / 100   nm 2 og nedbrytningen skjer i omtrent 100   µs eller mindre.

Merknader

Referanser

Eksterne linker