마이크로 컨트롤러의 데이터 보존

attiny13 의 데이터 시트를 읽어 보면 섭씨 85도에서 20 년 동안, 섭씨 25도에서 100 년 동안 데이터를 유지할 수 있다고합니다.

• 예를 들어 마이크로에 대한 읽기 및 쓰기와 관계없이 전원을 끄고 20 년 동안 85 도의 일정한 온도로 유지하면 데이터가 손실됩니까?
• 데이터를 어떻게 "느슨하게"할 수 있습니까? 이 개념을 보지 못했습니다.
• 또한 데이터 보존 섹션의 6 페이지에 언급 된 단위 ppm (parts per million?)의 내용은 무엇인지에 대해서는 이해하지 못합니다. 크리스털 발진기에 대해 이야기 할 때 정기적으로 보았지만 왜 사용했는지 이해할 수 없습니다.

EEPROM과 같은 플래시 메모리는 소위 플로팅 게이트에 정보를 저장합니다 . MOS (normal gates on) FET는 FET를 켜고 끄는 외부 연결을 갖습니다 (통합 MOSFET의 경우 금속층 연결). 플로팅 게이트에는이 핀 또는 금속 층 연결이 없습니다. MOSFET 채널 위의 SiO 에서 완전히 절연되어 있으며> cm SiO 는 얻을 수있는 최고의 절연체 중 하나입니다. $_2$$10^{14} \Omega$$_2$

기존 MOSFET과 마찬가지로 충전 할 때 채널을 켭니다. 그러나 그들은 어떻게 프로그래밍됩니까? 채널과 제어 게이트 사이에 전기장을가함으로써 유도되는 터널링 이라는 양자 효과를 통해 . 따라서이 기술을 FLOTOX 라고 하며 , 구형 UV 소거 가능 EPROM에 사용되는 FAMOS ( "Floating-gate Avalanche injection Metal Oxide Semiconductor") 와 유사한 "FLOating-gate Tunnel OXide"의 약자 입니다.
(여기서는 터널링에 대해 자세히 설명 할 수 없습니다. 양자 효과는 논리를 무시합니다. 어쨌든 통계에 크게 의존합니다).

첫 번째 질문은 실제로 두 가지 질문입니다. 1) 무제한 읽기 및 쓰기를 수행 할 수 있습니까? 2) 장치를 사용하지 않을 때 (저장 수명) 데이터가 유지됩니까?
첫 번째로 시작하려면 : 아니요. 무제한으로 읽을 수 있지만 쓰기주기는 제한되어 있습니다. 데이터 시트는 10,000 번이라고합니다. 제한된 수의 사이클은 소거 후 플로팅 게이트에 남겨진 전하 캐리어로 인해 발생하며, 그 끝의 수가 너무 많아 져 셀을 더 이상 지울 수 없게된다.
전력이 없어도 20 년 동안 데이터를 유지합니까? 예, 이것이 데이터 시트의 내용입니다. MTTF (Mean Time To Failure) 계산 (통계 방법) 은 백만 분의 1 미만의 오차를 예측 합니다. 이것이 ppm의 의미입니다.

MTTF에 대한 참고 MTTF 는 MTBF (Mean Time Between Failures)와 다른
Mean Time To Failure를 의미합니다. MTBF = MTTF + MTTR (평균 수리 시간). 맞는 말이다.
사람들은 실제로 MTTF를 의미 할 때 MTBF라는 용어를 사용합니다. 많은 상황에서 MTTF가 10 년이고 MTTR이 2 시간 인 경우와 같이 큰 차이가 없습니다. 그러나 고장난 마이크로 컨트롤러 는 수리 되지 않고 교체되므로 MTTR도 MTBF도 여기에 아무런 의미가 없습니다.

Atmel은 100 년 후 1ppm 오류를 인용합니다. AVR이 오랫동안 생산되지 않았다는 것이 분명합니다. 그렇다면 어떻게 그 수치에 도달할까요? 이는 단순히 선형적인 일이라는 오해가 있습니다. 1000 000 시간 이후에 결함이있는 장치 1 개는 1000 개의 장치 집단에서 1000 시간당 1 개의 결함이있는 장치와 같습니다. 1000 x 1000 = 1000 000, 맞습니까? 그것이 작동하는 방식이 아닙니다! 선형이 아닙니다. 백만의 인구가 있더라도 백만 시간 후에 완벽하게 오류가 발생할 수 있습니다. MTTF 계산은 제품의 신뢰성에 영향을 줄 수있는 모든 종류의 영향을 고려하여 각각의 시간을 부여합니다. 그러면 통계적 방법을 사용하여 제품이 결국 실패 할 때 예측할 수 있습니다. 또한보십시오 "

(MTBF에서 Wikipedia errorticle을 잊어 버리십시오. 잘못되었습니다.)

$_2$

1 ppm이 장치 또는 세포를 지칭하는지 여부에 대한 Federico의 의문은 정당화됩니다. 데이터 시트는 말하지 않지만 백만 개당 1 개의 결함이있는 데이터 셀이라고 가정합니다. 왜? 장치가 큰 경우 플래시 크기가 더 큰 장치의 경우 수치가 나 빠지고 1k의 경우 16k와 같습니다. 또한 100 년은 매우 길다. 1 백만 개 중 999,999 개의 장치가 여전히 작동하는 것을보고 놀랄 것입니다.

이미지는 뻔뻔하게 도난 여기

이 유형의 메모리는 데이터를 절연 된 FET 게이트에 작은 전하로 저장합니다. 이것은 본질적으로 FET 게이트를 고전압 또는 저전압으로 유지한다. 같은 것을 보는 또 다른 방법은 1 또는 0이 FET 게이트에 연결된 커패시터에 전압으로 저장된다는 것입니다.

충전 저장소는 영구적이지 않습니다. 결국 충분한 전하가 누출되어 비트의 원래 상태를 더 이상 확실하게 결정할 수 없습니다. 온도가 높을수록 전하가 누출되기가 더 쉬워 지므로 고온에서 데이터 보존 사양이 짧아집니다.

ppm은 그렇습니다. "백만 분의 일"입니다. 백분율과 같은 개념으로, 백분의 1을 말하는 또 다른 방법 일뿐입니다. 100ppm = .01 % = .0001

아 티니 (다른 많은 uC)에서도 '영구적 인'데이터는 플래시 메모리에 저장되는데, 이는 기본적으로 커패시터와 같이 충전을 '트랩'할 수있는 특수 트랜지스터이다. 비결은이 커패시터에 연결되는 '와이어'가 없기 때문에이를 충 방전하는 방법은 양자 터널링을 통하는 것입니다. 이는 방전이 실제로 느리게 진행되고 충전 / 방전이 매우 어렵다는 것을 의미합니다 (각 충전 / 방전은 트랜지스터를 손상 시키므로 10k 소거로 제한됩니다).

이 방전 속도는 경험적으로 결정되며 데이터 시트에 표시됩니다.

그러나 이것은 '일반적인'값입니다. 훨씬 더 높은 데이터 보존 시간과 더 낮은 데이터 보존 시간을 모두 얻을 수 있습니다. 이것은 약간 임의적 일 수 있습니다. 데이터가 없어 질시기를 미리 알 수있는 정확한 방법은 없습니다. 따라서 데이터 시트 + 추정치에서이 추정치가이 추정치보다 얼마나 많은 장치가 더 나빠지는지 알 수 있습니다.