ROM programabil - Programmable ROM

Memoria computerului și tipurile de stocare a datelor
General
Volatil
RAM
Istoric
Ne volatil
rom
NVRAM
NVRAM în stadiu incipient
Înregistrare analogică
Optic
În dezvoltare
Istoric

O memorie programabilă numai în citire ( PROM ) este o formă de memorie digitală în care setarea fiecărui bit este blocată de o siguranță sau antifuzibil . (se pot utiliza și eFUSE ) Este un tip de memorie numai în citire (ROM). Datele din ele sunt permanente și nu pot fi modificate. PROM-urile sunt utilizate în dispozitivele electronice digitale pentru a stoca date permanente, de obicei programe de nivel scăzut, cum ar fi firmware-ul sau microcodul . Diferența cheie față de un ROM standard este că datele sunt scrise într-un ROM în timpul fabricării, în timp ce cu un PROM datele sunt programate în ele după fabricare. Astfel, ROM-urile tind să fie utilizate numai pentru producții mari cu date bine verificate, în timp ce PROM-urile sunt utilizate pentru a permite companiilor să testeze pe un subset de dispozitive într-o comandă înainte de a arde date în toate.

PROM-urile sunt fabricate în gol și, în funcție de tehnologie, pot fi programate la napolitane, la testul final sau în sistem. Cipurile PROM goale sunt programate conectându-le la un dispozitiv numit programator PROM . Disponibilitatea acestei tehnologii permite companiilor să păstreze un stoc de PROM-uri goale în stoc și să le programeze în ultimul moment pentru a evita angajamentul de volum mare. Aceste tipuri de amintiri sunt frecvent utilizate în microcontrolere , console de jocuri video , telefoane mobile, etichete de identificare prin radiofrecvență ( RFID ), dispozitive medicale implantabile, interfețe multimedia de înaltă definiție ( HDMI ) și în multe alte produse electronice de larg consum și auto.

Istorie

PROM a fost inventat în 1956 de Wen Tsing Chow , care lucra pentru Divizia Arma a corporației americane Bosch Arma din Garden City , New York . Invenția a fost concepută la cererea Forțelor Aeriene ale Statelor Unite pentru a veni cu un mod mai flexibil și mai sigur de stocare a constantelor de direcționare în computerul digital al aerului Atlas E / F ICBM . Brevetul și tehnologia asociată au fost păstrate sub ordinea secretului timp de câțiva ani, în timp ce Atlas E / F a fost principala rachetă operațională a forței ICBM din Statele Unite. Termenul de ardere , referitor la procesul de programare a unui PROM, se află și el în brevetul original, întrucât una dintre implementările originale a fost aceea de a arde literalmente mustățile interne ale diodelor cu o suprasarcină de curent pentru a produce o discontinuitate a circuitului. Primele mașini de programare PROM au fost, de asemenea, dezvoltate de inginerii Arma sub conducerea domnului Chow și au fost amplasate în laboratorul Arma Garden City și în sediul Comandamentului Strategic Aerian al Forțelor Aeriene (SAC).

Memoria OTP (o singură dată programabilă) este un tip special de memorie non-volatilă (NVM) care permite ca datele să fie scrise în memorie o singură dată. Odată ce memoria a fost programată, ea își păstrează valoarea la pierderea puterii (adică este nevolatilă). Memoria OTP este utilizată în aplicații în care este necesară citirea fiabilă și repetabilă a datelor. Exemplele includ codul de pornire, cheile de criptare și parametrii de configurare pentru circuitele analogice, de senzori sau de afișare. NVM-ul OTP se caracterizează, în comparație cu alte tipuri de NVM, cum ar fi eFuse sau EEPROM, prin oferirea unei structuri de memorie cu suprafață redusă de mică putere. Ca atare, memoria OTP își găsește aplicația în produse de la microprocesoare și drivere de afișare la circuite integrate de gestionare a energiei (PMIC).

Matricile de memorie OTP bazate pe antifuzibile cu semiconductori disponibile în comerț au existat cel puțin din 1969, cu celule bit inițiale antifuzibile dependente de suflarea unui condensator între liniile conductoare care traversează. Texas Instruments a dezvoltat un antifuzibil de descompunere a oxidului de poartă MOS în 1979. Un antifuzibil MOS cu două tranzistoare (2T) a fost introdus în 1982. Tehnologiile timpurii de descompunere a oxidului au prezentat o varietate de probleme de scalare, programare, dimensiune și fabricație care au împiedicat volumul producerea de dispozitive de memorie bazate pe aceste tehnologii.

Deși PROM bazat pe antifuzibile a fost disponibil de zeci de ani, nu a fost disponibil în CMOS standard până în 2001, când Kilopass Technology Inc. a brevetat tehnologiile de celule bit antifuzibile 1T, 2T și 3.5T folosind un proces CMOS standard, permițând integrarea PROM în logică Cipuri CMOS. Primul antifuzibil de nod de proces poate fi implementat în CMOS standard este de 0,18 um. Deoarece defalcarea oxidului de poartă este mai mică decât defecțiunea joncțiunii, nu au fost necesari pași speciali de difuzie pentru a crea elementul de programare antifuzibil. În 2005, Sidense a introdus un dispozitiv antifuzibil cu canal divizat. Această celulă de biți cu canal divizat combină dispozitivele de oxid gros (IO) și subțire (poartă) într-un tranzistor (1T) cu o poartă comună din polisilicon .

Programare

Image
Texas Instruments PROM tip TBP18SA030N

Un PROM tipic vine cu toți biții citind „1”. Arderea unui bit de siguranță în timpul programării face ca bitul să fie citit ca „0”. Memoria poate fi programată o singură dată după fabricare prin „suflarea” siguranțelor, care este un proces ireversibil.

Celula bit este programată prin aplicarea unui impuls de înaltă tensiune care nu se întâlnește în timpul unei operațiuni normale pe poartă și substratul tranzistorului subțire de oxid (în jur de 6   V pentru un oxid gros de 2 nm sau 30   MV / cm) pentru a descompune oxidul între poartă și substrat. Tensiunea pozitivă pe poarta tranzistorului formează un canal de inversiune în substratul de sub poartă, provocând un curent de tunelare să curgă prin oxid. Curentul produce capcane suplimentare în oxid, crescând curentul prin oxid și topind în cele din urmă oxidul și formând un canal conductor de la poartă la substrat. Curentul necesar pentru formarea canalului conductiv este de aproximativ 100   µA / 100   nm 2 și defalcarea are loc în aproximativ 100   µs sau mai puțin.

Note

Referințe

linkuri externe