微控制器上的数据保留


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只要阅读attiny13数据表,它就可以在85摄氏度下保存20年,在25摄氏度下保存100年。

  • 这是否与微型计算机上的读写无关,例如,我将其关闭并在85摄氏度的恒温下保持20年,它将丢失其数据?
  • 它如何“松散”其数据?我看不到这个概念。
  • ppm数据保留部分中第6页提到的ppm(百万分之一)单位又是什么,但不了解其含义。在谈论晶体振荡器时,我经常看到它,但不明白为什么使用它。

您的用例是什么?对于大多数应用程序而言,从该页面删除的内容是:“数据持续时间比设备长,不用担心。” 您是否正在开发高耐用性,安全性至关重要或其他独特的产品?
凯文·维米尔

@Kevin没有这个问题的情况,只需在数据表中阅读一下,并想知道此声明的含义,因为我有些困惑。
院长

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@answerers:1 ppm,我应该怎么读?每百万个故障控制器1个,或每百万个故障位单元1个。第一种可能性是安慰,第二种可能性则较小。
Federico Russo

@Federico-好问题。我更新了答案。
stevenvh 2011年

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它有电荷..当您重写单元格时,它将在85d的情况下再保持20年。喜欢给它充电。因此,过了一段时间,充电开始失败,数据开始损坏。
Piotr Kula

Answers:


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像EEPROM一样,闪存将其信息存储在所谓的浮栅中。(MOS)FET上的普通栅极具有外部连接,通过该外部连接可以打开和关闭FET(对于集成MOSFET,这将是金属层连接)。浮栅没有此引脚或金属层连接。他们坐在完全绝缘的SiO 2的MOSFET的通道上方,并在> 10 14 Ω厘米的SiO 2是你可以得到最好的绝缘体之一。 21014Ω2

在此处输入图片说明
在此处输入图片说明

像传统的MOSFET一样,它们在携带电荷时会打开通道。但是,如何编程呢?通过称为隧道效应的量子效应,该效应是通过在沟道和控制栅极之间施加电场来感应的。因此,该技术被称为FLOTOX,是“浮栅隧穿氧化物”的简称,与旧式可紫外线擦除的EPROM中使用的FAMOS(“浮栅雪崩注入金属氧化物半导体”)相当。
(我在这里无法详细解释隧道效应;量子效应无视任何逻辑。无论如何,它严重依赖于统计数据)。

您的第一个问题实际上是一个双重问题:1)我可以执行无限次的读取和写入操作,并且2)在不使用设备时(保存期限),它是否可以保留数据?
首先开始:不,您不能。您可以无限次地读取它,但是写入周期是有限的。数据表显示为1万次。有限的循环数是由擦除后残留在浮栅中的电荷载流子引起的,电荷载流子的数目最终变得如此之大,以至于无法再擦除该单元。
即使没有电源,它也会保留20年的数据吗?是的,这就是数据表中所说的。MTTF(平均故障时间)计算(再次采用统计方法)预测的错误率不到百万分之一。这就是ppm的意思。

关于MTTF的注释
MTTF表示平均故障时间,与MTBF(平均故障间隔时间)不同。MTBF = MTTF + MTTR(平均修复时间)。说得通。
人们通常在实际使用MTTF时使用术语MTBF。在许多情况下,两者之间并没有太大差异,例如MTTF为10年,MTTR为2小时。但是出现故障的微控制器无法修复,而是被替换了,因此MTTR和MTBF在这里都没有任何意义。

Atmel引用100年后的误差为1ppm。显然,AVR尚未投入生产那么长时间,那么他们将如何得出这一数字?一直存在一个误解,那就是这仅仅是一个线性的事情:1000 000小时后有1个有缺陷的设备将与1000个设备中每1000小时有1个有缺陷的设备相同。1000 x 1000 = 1000 000对吗?那不是它的工作原理!它不是线性的。一百万小时后,即使拥有一百万人口,您也可以完美地出错,而一千小时后,您将完全没有错误!MTTF计算考虑了可能影响产品可靠性的各种影响,并为每个影响附加了时间。然后使用统计方法对产品最终将何时失效进行预测。也可以看看 ”

(忘记有关MTBF的Wikipedia错误。是错误的。)

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费德里科(Federico)提出的问题是1 ppm是指设备还是细胞。数据表没有说,但我假设它是每百万个1个有缺陷的数据单元。为什么?如果是设备,则对于具有更大Flash大小的设备,您会得到更差的数字,1k与16k相同。同样,100年是极其漫长的。看到100万个设备中的999 999个仍在工作,我会感到惊讶。

图像在这里被无耻地偷


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thought,我以为量子效应取决于魔术。谁曾想到统计与它有任何关系!?
奥林·拉斯洛普

@Olin-自从我的统计课开始以来,很多月前,我就把统计数据看作是一种邪恶的魔术。那是你的意思吗?
stevenvh 2011年

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这种类型的存储器将数据作为小电荷存储在绝缘的FET栅极上。这实质上将FET栅极保持在高电压或低电压。看同一件事的另一种方法是将1或0作为电压存储在连接到FET栅极的电容器上。

电荷存储不是永久性的。最终,足够的电荷将泄漏,从而无法再可靠地确定位的原始状态。较高的温度会使电荷更容易泄漏,这就是为什么在高温下数据保留规格会更短的原因。

至于ppm,是的是“百万分之一”。这是与百分比相同的概念,这只是表示百分数的另一种方式。100ppm = .01%= .0001


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在稳定状态(以及许多其他uC)中,“永久”数据存储在闪存中-基本上是一种特殊的晶体管,可以“捕获”电荷(如电容器)。诀窍在于,没有“导线”连接到该电容器-因此它们唯一的充电或放电方式-是通过量子隧穿。这意味着它的放电确实非常慢,并且很难对其充电/放电(每次充电/放电都会损坏晶体管,这就是为什么它只能擦除10k的原因)。

放电速度由经验决定,您可以在数据表中看到它。

但这是“典型”值-您可能会获得更长和更低的数据保留时间-这可能会有些随机。没有确切的方法可以提前查明何时应删除数据。这就是为什么您在数据手册+估算中看到此近似值的原因,有多少器件将比该估算值更糟。


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@BarsMonster-放电速度不能完全凭经验确定,因为该设备已经存在20年了。经验数据只是统计方法的基础,统计方法具有更大的权重。
stevenvh 2011年

@stevenvh如果您在高温下这样做,则是可能的。此外,晶体管阈值变化会不断变化,因此您不仅可以等待晶体管从1切换为0,还可以以0.01%的精度监视过程。
BarsMonster 2011年

@BarsMonster-只是您不能对此进行线性外推。这是一个关于MTTF的普遍误解:如果说一百万小时,那么很多人认为在1000台设备测试中,一千小时后就会发生1次故障,而那正是那一百万小时的来历。不是那么简单。
stevenvh 2011年

@stevenvh我不是说它是线性的:-)
BarsMonster 2011年

@stevenvh:我对MTTF不熟悉。我熟悉MTBF,据我所知,MTBF本质上是设备运行一定时间后会发生故障的概率的倒数。因此,如果一小时运行的设备发生故障的可能性为百万分之一,则平均无故障时间为1,000,000小时。如果每个设备都能精确工作1000个小时,那么新设备的MTBF将是无限的,但是当设备达到1000个小时的标记时,MTBF将降为零。乍一看,MTTF似乎很相似...
supercat
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