Retensi data pada mikrokontroler

Hanya dengan membaca datasheet dari attiny13 ia mengatakan bahwa ia dapat menyimpan datanya selama 20 tahun pada 85 derajat Celcius dan 100 tahun pada 25 derajat Celcius.

• Apakah ini terlepas dari membaca dan menulis pada mikro misalnya saya mematikannya dan menjaganya pada suhu konstan 85 derajat Celcius selama 20 tahun dan itu akan kehilangan datanya?
• Bagaimana bisa "kehilangan" datanya? Saya gagal melihat konsep ini.
• Juga ada apa dengan unit ppm (bagian per juta?) Yang disebutkan di halaman 6 di bagian penyimpanan data tetapi tidak mengerti apa yang dibicarakan. Saya sudah melihatnya secara teratur ketika berbicara tentang osilator kristal tetapi tidak mengerti mengapa ini digunakan.

Memori flash, seperti EEPROM, menyimpan informasinya di gerbang apung . Normal Gates on (MOS) FET memiliki koneksi eksternal di mana FET dihidupkan dan dimatikan (untuk MOSFET terintegrasi ini akan menjadi koneksi lapisan logam). Gerbang mengambang tidak memiliki pin atau koneksi lapisan logam ini. Mereka duduk sepenuhnya terisolasi di SiO atas saluran MOSFET, dan pada> cm SiO adalah salah satu isolator terbaik yang bisa Anda dapatkan. 10 14 Ω $_2$$10^{14} \Omega$$_2$

Seperti MOSFET tradisional, mereka mengaktifkan saluran saat mereka membawa muatan. Tapi bagaimana mereka diprogram? Melalui efek kuantum yang disebut tunneling yang diinduksi dengan menerapkan medan listrik antara saluran dan gerbang kontrol. Oleh karena itu teknologi ini disebut FLOTOX , kependekan dari "Terowongan gerbang FLOating-OXide", sebanding dengan FAMOS ("Terapung gerbang longsor injeksi Logam Oksida Semikonduktor") yang digunakan dalam EPROM yang dapat dihapus UV yang lebih tua.
(Saya tidak bisa menjelaskan tunneling secara rinci di sini; efek kuantum menentang logika apa pun. Pokoknya itu sangat bergantung pada statistik).

Pertanyaan pertama Anda sebenarnya adalah pertanyaan ganda: 1) dapatkah saya melakukan baca dan tulis tanpa batas, dan 2) apakah ia menyimpan data ketika perangkat tidak digunakan (umur simpan)?
Untuk mulai dengan yang pertama: tidak, Anda tidak bisa. Anda dapat membacanya berkali-kali tanpa batas, tetapi siklus menulis terbatas. Lembar data mengatakan 10.000 kali. Terbatasnya jumlah siklus disebabkan oleh pembawa muatan yang tertinggal di gerbang mengambang setelah penghapusan, yang jumlahnya pada akhirnya menjadi begitu besar sehingga sel tidak dapat dihapus lagi.
Apakah akan menyimpan datanya selama 20 tahun bahkan tanpa daya? Ya, itulah yang dikatakan dalam lembar data. Perhitungan MTTF (Mean Time To Failure) (lagi metode statistik) memprediksi kurang dari 1 bagian per juta kesalahan. Itulah arti ppm.

catatan tentang MTTF
MTTF berarti Mean Time To Failure , yang berbeda dari MTBF (Mean Time Between Failures). MTBF = MTTF + MTTR (Mean Time To Repair). Masuk akal.
Orang sering menggunakan istilah MTBF ketika mereka benar-benar berarti MTTF. Dalam banyak situasi tidak ada banyak perbedaan, seperti ketika MTTF adalah 10 tahun, dan MTTR adalah 2 jam. Tetapi mikrokontroler yang gagal tidak diperbaiki, mereka diganti, jadi MTTR atau MTBF tidak ada artinya di sini.

Atmel mengutip kesalahan 1ppm setelah 100 tahun. Sudah jelas bahwa AVR belum berproduksi selama itu, jadi bagaimana mereka akan sampai pada angka itu? Ada kesalahpahaman yang terus-menerus bahwa ini akan menjadi hal yang linier: 1 perangkat yang rusak setelah 1.000.000 jam akan sama dengan 1 perangkat yang rusak per 1000 jam dalam populasi 1.000 perangkat. 1000 x 1000 = 1.000 000, kan? Itu bukan cara kerjanya! Itu tidak linier. Anda dapat dengan sempurna memiliki kesalahan setelah 1 juta jam, dan tidak ada setelah seribu, bahkan dengan populasi satu juta! Perhitungan MTTF memperhitungkan semua jenis efek yang dapat memengaruhi keandalan produk, dan melampirkan waktu untuk masing-masing efek tersebut. Metode statistik kemudian digunakan untuk mencapai prediksi ketika produk pada akhirnya akan gagal. Lihat juga "

(Lupakan errortikel Wikipedia di MTBF. Itu salah.)

Bagaimana cara kehilangan datanya? Gerbang muatan tidak akan bocor dalam arti kebocoran arus yang sama di sirkuit normal melalui resistensi tinggi. Ini akan melakukannya dengan cara yang sama seperti diprogram dan dihapus, melalui tunneling. Semakin tinggi suhunya, semakin tinggi energi pembawa muatan dan semakin besar kemungkinan terowongan melalui lapisan SiO . $_2$

Pertanyaan Federico jika 1 ppm mengacu pada perangkat atau sel dibenarkan. Datasheet tidak mengatakan, tapi saya kira itu 1 sel data yang rusak per juta. Mengapa? Jika itu adalah perangkat Anda akan mendapatkan angka yang lebih buruk untuk perangkat dengan ukuran Flash lebih besar, dan mereka sama untuk 1rb untuk 16rb. Juga, 100 tahun sangat panjang. Saya akan terkejut melihat 999 999 perangkat dari 1 juta masih berfungsi.

gambar dicuri tanpa malu-malu di sini

Jenis memori ini menyimpan data sebagai biaya kecil pada gerbang FET terisolasi. Ini pada dasarnya menahan gerbang FET baik pada tegangan tinggi atau rendah. Cara lain untuk melihat hal yang sama adalah bahwa 1 atau 0 disimpan sebagai tegangan pada kapasitor yang terhubung ke gerbang FET.

Penyimpanan biaya tidak permanen. Akhirnya muatan yang cukup akan bocor sehingga keadaan asli bit tidak dapat ditentukan dengan andal lagi. Temperatur yang lebih tinggi membuatnya lebih mudah bocor, oleh karena itu spesifikasi retensi data lebih pendek pada suhu tinggi.

Adapun ppm, ya itu "bagian per juta". Ini konsep yang sama dengan persen, yang merupakan cara lain untuk mengatakan bagian per seratus. 100ppm = .01% = .0001

Dalam attiny (dan juga banyak UC lainnya), data 'permanen' disimpan dalam memori flash - yang pada dasarnya adalah transistor khusus yang dapat 'memerangkap' muatan (seperti kapasitor). Kuncinya adalah bahwa tidak ada 'kawat' yang terhubung ke kapasitor ini - jadi mereka satu-satunya cara untuk mengisi atau membuangnya - adalah melalui tunneling kuantum. Ini berarti bahwa debitnya benar-benar lambat, dan cukup sulit untuk mengisi / mengeluarkannya (masing-masing muatan / pengosongan ini merusak transistor, itu sebabnya terbatas pada penghapusan 10rb).

Kecepatan debit ini ditentukan secara empiris, dan Anda melihatnya di lembar data.

Tetapi ini adalah nilai 'tipikal' - Anda mungkin mendapatkan waktu retensi data yang jauh lebih tinggi & lebih rendah - ini mungkin sedikit acak. Tidak ada cara pasti untuk mencari tahu di muka kapan data harus pergi. Jadi itu sebabnya Anda melihat perkiraan ini dalam estimasi lembar data + berapa banyak perangkat akan lebih buruk dari perkiraan ini.