การเก็บข้อมูลบนไมโครคอนโทรลเลอร์

เพียงแค่อ่านแผ่นข้อมูลของ attiny13มันบอกว่ามันสามารถเก็บข้อมูลเป็นเวลา 20 ปีที่ 85 องศาเซลเซียสและ 100 ปีที่ 25 องศาเซลเซียส

• นี่คือการอ่านและเขียนบนไมโครโดยไม่คำนึงถึงตัวอย่างเช่นฉันปิดและเก็บไว้ที่อุณหภูมิคงที่ 85 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 20 ปีและจะทำให้ข้อมูลหลวมหรือไม่
• มันจะ "หลวม" ข้อมูลได้อย่างไร? ฉันไม่เห็นแนวคิดนี้
• นอกจากนี้ยังมีหน่วย ppm (ส่วนต่อล้านส่วน) ที่กล่าวถึงในหน้า 6 ในส่วนการเก็บข้อมูล แต่ไม่เข้าใจสิ่งที่พูดถึง ฉันเคยเห็นเป็นประจำเมื่อพูดถึงออสซิลเลเตอร์คริสตัล แต่ไม่เข้าใจว่าทำไมมันถึงใช้

หน่วยความจำแฟลชเช่น EEPROM, เก็บข้อมูลในสิ่งที่เรียกว่าประตูลอย ประตูปกติเปิด (MOS) FET มีการเชื่อมต่อภายนอกซึ่งเปิดและปิด FET (สำหรับ MOSFET ในตัวซึ่งจะเป็นการเชื่อมต่อเลเยอร์โลหะ) ประตูลอยไม่มีการเชื่อมต่อของหมุดหรือชั้นโลหะ พวกเขานั่งฉนวนใน SiOเหนือช่องของ MOSFET และที่> cm SiOเป็นหนึ่งในฉนวนที่ดีที่สุดที่คุณจะได้รับ $_2$$10^{14} \Omega$$_2$

เช่นเดียวกับ MOSFET แบบดั้งเดิมพวกเขาเปิดช่องเมื่อพวกเขามีการชาร์จ แต่พวกเขาจะตั้งโปรแกรมอย่างไร ผ่านเอฟเฟกต์ควอนตัมที่เรียกว่าอุโมงค์ซึ่งเกิดจากการใช้สนามไฟฟ้าระหว่างช่องสัญญาณและประตูควบคุม เทคโนโลยีนี้เรียกว่าFLOTOXย่อมาจาก "FLOating-gate Tunnel OXide" ซึ่งเทียบได้กับFAMOS ( "โฟลตอะเกตถล่มประตูถล่ม Metal Oxide Semiconductor") ที่ใช้ใน EPROMs ที่สามารถลบ UV ได้
(ฉันไม่สามารถอธิบายการขุดอุโมงค์อย่างละเอียดได้ที่นี่; ผลกระทบเชิงควอนตัมต่อต้านตรรกะใด ๆ อย่างไรก็ตามมันขึ้นอยู่กับสถิติอย่างมาก)

คำถามแรกของคุณคือคำถามสองเท่า: 1) ฉันสามารถอ่านและเขียนได้ไม่ จำกัด และ 2) มันเก็บข้อมูลเมื่อไม่ใช้อุปกรณ์ (อายุการเก็บ) หรือไม่?
ในการเริ่มต้นด้วยสิ่งแรก: ไม่สามารถทำได้ คุณสามารถอ่านได้ไม่ จำกัด จำนวนครั้ง แต่รอบการเขียนมี จำกัด แผ่นข้อมูลบอกว่า 10,000 ครั้ง จำนวนรอบที่ จำกัด นั้นเกิดจากผู้ให้บริการที่เหลืออยู่ในประตูลอยหลังจากลบออกซึ่งจำนวนท้ายที่สุดจะมีขนาดใหญ่จนเซลล์ไม่สามารถลบได้อีกต่อไป
มันจะเก็บข้อมูลเป็นเวลา 20 ปีแม้ไม่มีพลังงานหรือไม่? ใช่นั่นคือสิ่งที่แผ่นข้อมูลบอกว่า การคำนวณ MTTF (เวลาเฉลี่ยต่อความล้มเหลว) (อีกครั้งเป็นวิธีทางสถิติ) คาดการณ์ข้อผิดพลาดน้อยกว่า 1 ส่วนต่อล้าน นั่นคือความหมายของ ppm

หมายเหตุเกี่ยวกับ MTTF
MTTF หมายถึง Mean Time To Failureซึ่งแตกต่างจาก MTBF (เวลาเฉลี่ยระหว่างความล้มเหลว) MTBF = MTTF + MTTR (เวลาเฉลี่ยในการซ่อม) มีเหตุผล.
ผู้คนมักใช้คำว่า MTBF เมื่อพวกเขาหมายถึง MTTF ในหลาย ๆ สถานการณ์ไม่มีความแตกต่างมากนักเช่นเมื่อ MTTF มีอายุ 10 ปีและ MTTR นั้น 2 ชั่วโมง แต่ไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ล้มเหลวจะไม่ได้รับการซ่อมแซม แต่จะถูกแทนที่ดังนั้น MTTR หรือ MTBF จึงไม่มีความหมายอะไรเลยที่นี่

Atmel อ้างถึงข้อผิดพลาด 1ppm หลังจาก 100 ปี เห็นได้ชัดว่า AVR ไม่ได้มีการผลิตมาเป็นเวลานานแล้วพวกเขาจะคิดอย่างไร มีความเข้าใจผิดอย่างต่อเนื่องว่านี่จะเป็นเรื่องเชิงเส้น: 1 อุปกรณ์ที่มีข้อบกพร่องหลังจาก 1,000,000 ชั่วโมงจะเหมือนกับอุปกรณ์ที่มีข้อบกพร่อง 1 เครื่องต่อ 1,000 ชั่วโมงในประชากร 1,000 อุปกรณ์ 1,000 x 1,000 = 1,000 000 ใช่ไหม นั่นไม่ใช่วิธีการทำงาน! มันไม่เชิงเส้น คุณสามารถมีข้อผิดพลาดได้อย่างสมบูรณ์หลังจาก 1 ล้านชั่วโมงและไม่มีใครหลังจากเป็นพันแม้จะมีประชากรเป็นล้าน! การคำนวณ MTTF คำนึงถึงผลกระทบทุกประเภทที่อาจมีผลต่อความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์และแนบเวลาสำหรับแต่ละข้อ จากนั้นใช้วิธีการทางสถิติเพื่อคาดการณ์ว่าผลิตภัณฑ์จะล้มเหลวในที่สุด ดูสิ่งนี้ด้วย "

(ลืมข้อผิดพลาดวิกิพีเดียใน MTBF มันผิด)

ข้อมูลสูญหายได้อย่างไร ค่าเกตของประตูจะไม่รั่วไหลในความรู้สึกเดียวกันกระแสรั่วไหลในวงจรปกติผ่านความต้านทานสูง มันจะทำเช่นเดียวกับที่ตั้งโปรแกรมและลบผ่านอุโมงค์ ยิ่งมีอุณหภูมิสูงเท่าใดพลังงานของพาหะที่มีประจุก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น$_2$ ชั้น.

คำถามของ Federico ว่า 1 ppm หมายถึงอุปกรณ์หรือเซลล์นั้นถูกต้อง แผ่นข้อมูลไม่ได้พูด แต่ฉันคิดว่ามันคือ 1 เซลล์ข้อมูลที่มีข้อบกพร่องต่อล้าน ทำไม? หากเป็นอุปกรณ์คุณจะได้รับตัวเลขที่แย่ลงสำหรับอุปกรณ์ที่มีขนาด Flash ใหญ่กว่าและจะเหมือนกันสำหรับ 1k เท่ากับ 16k นอกจากนี้ 100 ปีนั้นยาวนานมาก ฉันจะแปลกใจที่เห็นอุปกรณ์ 999 999 จาก 1 ล้านยังคงทำงาน

ภาพที่ถูกขโมยอย่างไร้ยางอายที่นี่

หน่วยความจำประเภทนี้เก็บข้อมูลเป็นค่าใช้จ่ายเล็กน้อยสำหรับประตู FET ที่หุ้มฉนวน สิ่งนี้จะช่วยยึดเกท FET ที่แรงดันไฟฟ้าสูงหรือต่ำ อีกวิธีในการดูในสิ่งเดียวกันคือการเก็บ 1 หรือ 0 เป็นแรงดันไฟฟ้าในตัวเก็บประจุที่เชื่อมต่อกับประตู FET

ที่เก็บข้อมูลไม่ถาวร ในที่สุดประจุจะรั่วจนทำให้สถานะดั้งเดิมของบิตไม่สามารถกำหนดได้อย่างน่าเชื่อถืออีกต่อไป อุณหภูมิที่สูงกว่าทำให้การรั่วไหลของประจุทำได้ง่ายขึ้นเล็กน้อยซึ่งเป็นสาเหตุที่ข้อมูลจำเพาะการเก็บรักษาข้อมูลสั้นลงที่อุณหภูมิสูงขึ้น

สำหรับ ppm ใช่ว่าเป็น "ส่วนต่อล้าน" มันเป็นแนวคิดเดียวกันกับเปอร์เซ็นต์ซึ่งเป็นอีกวิธีหนึ่งในการพูดส่วนต่อร้อย 100ppm = .01% = .0001

ใน attiny (เช่นเดียวกับ uC อื่น ๆ ) ข้อมูล 'ถาวร' จะถูกเก็บไว้ในหน่วยความจำแฟลช - ซึ่งโดยทั่วไปเป็นทรานซิสเตอร์พิเศษที่สามารถ 'ดัก' ประจุ (เช่นตัวเก็บประจุ) เคล็ดลับคือไม่มี 'สาย' เชื่อมต่อกับตัวเก็บประจุนี้ - ดังนั้นพวกเขาวิธีเดียวที่จะเรียกเก็บหรือปล่อยมัน - คือผ่านอุโมงค์ควอนตัม ซึ่งหมายความว่ามันปล่อยออกมาช้ามาก ๆ และมันค่อนข้างยากที่จะเรียกเก็บ / ปล่อยมัน (การชาร์จ / คายประจุแต่ละครั้งนี้จะทำให้ทรานซิสเตอร์เสียหายซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้ถูก จำกัด เพียง 10k ลบ)

ความเร็วของการปล่อยนี้จะถูกกำหนดโดยประจักษ์และคุณเห็นมันในแผ่นข้อมูล

แต่นี่เป็นค่า 'ปกติ' - คุณอาจได้รับทั้งเวลาเก็บข้อมูลที่สูงกว่า & ต่ำกว่า - นี่อาจได้รับการสุ่มเล็กน้อย ไม่มีวิธีที่แน่นอนในการค้นหาล่วงหน้าเมื่อข้อมูลควรจะหายไป นั่นคือเหตุผลที่คุณเห็นการประมาณนี้ในแผ่นข้อมูล + การประมาณว่าอุปกรณ์จะแย่กว่าประมาณการนี้มากแค่ไหน