एक माइक्रोकंट्रोलर पर डेटा प्रतिधारण

Question

सिर्फ अटेनी 13 के डेटाशीट को पढ़ते हुए यह कहता है कि यह 20 साल के लिए 85 डिग्री सेल्सियस पर और 100 साल में 25 डिग्री सेल्सियस पर अपना डेटा रख सकता है।

• क्या यह पढ़ने के बावजूद और माइक्रो पर लिखता है उदाहरण के लिए मैं इसे बंद कर देता हूं और इसे 20 वर्षों तक लगातार 85 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर रखता हूं और यह इसके डेटा को ढीला कर देगा?
• यह अपने डेटा को "ढीला" कैसे कर सकता है? मैं इस अवधारणा को देखने में विफल हूं।
• इसके अलावा डेटा प्रतिधारण खंड में पेज 6 पर उल्लिखित इकाई पीपीएम (मिलियन प्रति पार्ट्स?) के साथ क्या है, लेकिन यह नहीं समझ में आ रहा है कि इसके बारे में क्या बात है। मैंने इसे नियमित रूप से देखा है जब क्रिस्टल ऑसिलेटर्स के बारे में बात कर रहे हैं लेकिन समझ नहीं पा रहे हैं कि इसका उपयोग क्यों किया जाता है।

Comments

आपका उपयोग मामला क्या है? अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए, उस पृष्ठ से दूर ले जाने वाली बात यह है कि "डेटा आपके डिवाइस से अधिक समय तक चलेगा, इसके बारे में चिंता न करें।" क्या आप एक उच्च स्थायित्व, सुरक्षा महत्वपूर्ण, या अन्यथा अद्वितीय उत्पाद पर काम कर रहे हैं?

— केविन वर्मर

@ केविन इस सवाल का कोई मामला नहीं है बस इसे डेटशीट में पढ़ें और सोचें कि इस कथन का क्या मतलब है क्योंकि मैं थोड़ा उलझन में था।

— डीन

@ शेयरर्स: वह 1 पीपीएम, मुझे उसे कैसे पढ़ना चाहिए? प्रति मिलियन 1 दोषपूर्ण नियंत्रक, या प्रति मिलियन 1 दोषपूर्ण बिट सेल। पहली संभावना आराम की है, दूसरी कम इतनी है।

— फेडेरिको रूसो

@ फ़ेडरिको - अच्छा सवाल। मैंने अपना उत्तर अपडेट कर दिया।

— स्टीवनव

यह एक चार्ज रखता है .. जब आप सेल को फिर से लिखते हैं तो यह इसे 20 साल के लिए और 85d @ पर रखेगा। जैसे इसे रिचार्ज करना। तो समय के बाद चार्ज फेल होना शुरू हो जाता है और डेटा दूषित होने लगता है।

— पियोट्र कुला

Answer 1

EEPROM की तरह फ़्लैश मेमोरी, तथाकथित फ्लोटिंग गेट में अपनी जानकारी संग्रहीत करती है । (MOS) सामान्य गेट्स पर FET का बाहरी कनेक्शन होता है, जिसके माध्यम से FET चालू और बंद होता है (एकीकृत MOSFETs के लिए यह एक धातु परत कनेक्शन होगा)। फ्लोटिंग गेट्स में यह पिन या मेटल लेयर कनेक्शन नहीं होता है। वे पूरी तरह से SiO में अछूते रहते हैं$_2$ MOSFET के चैनल के ऊपर और> पर $10^{14} \Omega$सेमी SiO$_2$ आप प्राप्त कर सकते हैं सबसे अच्छा इन्सुलेटर्स में से एक है।

पारंपरिक MOSFETs की तरह वे चैनल पर स्विच करते हैं जब वे एक चार्ज करते हैं। लेकिन फिर उन्हें कैसे प्रोग्राम किया जाता है? टनलिंग नामक एक क्वांटम प्रभाव के माध्यम से जो चैनल और एक नियंत्रण द्वार के बीच एक विद्युत क्षेत्र को लागू करने से प्रेरित होता है। इसीलिए प्रौद्योगिकी को FLOTOX कहा जाता है , जो कि "FLOating-Gate Tunnel OXide" के लिए संक्षिप्त है, जो पुराने UV-erasable CROMs में प्रयुक्त FAMOS ("फ्लोटिंग-गेट अवाल्चे इंजेक्शन मेटल ऑक्साइड सेमीकंडक्टर") की तुलना में है।
(मैं यहाँ विस्तार से सुरंग बनाने की व्याख्या नहीं कर सकता; क्वांटम प्रभाव किसी भी तर्क को धता बताता है। वैसे भी यह आँकड़ों पर बहुत निर्भर करता है)।

आपका पहला प्रश्न वास्तव में एक डबल है: 1) क्या मैं असीमित रीड और राइटिंग कर सकता हूं, और 2) क्या यह डेटा को बरकरार रखता है जब डिवाइस का उपयोग नहीं किया जाता है (शेल्फ लाइफ)?
पहले से शुरू करने के लिए: नहीं, आप नहीं कर सकते। आप इसे कई बार असीमित संख्या में पढ़ सकते हैं, लेकिन लिखते हैं कि चक्र सीमित हैं। डेटशीट 10 000 बार कहती है। साइकिल की सीमित संख्या एरेस होने के बाद फ्लोटिंग गेट में छोड़े गए चार्ज कैरियर के कारण होती है, जिनकी संख्या अंत में इतनी बड़ी हो जाती है कि सेल को मिटाया नहीं जा सकता है।
क्या यह बिना बिजली के भी 20 साल तक अपना डेटा बरकरार रखेगा? हां, यही डेटाशीट कहती है। MTTF (मीन टाइम टू फेल्योर) गणना (फिर से एक सांख्यिकीय पद्धति) 1 मिलियन प्रति मिलियन त्रुटियों से कम की भविष्यवाणी करती है। यही ppm का मतलब है।

एमटीटीएफ पर एक नोट
एमटीटीएफ का मतलब है मीन टाइम टू फेल्योर , जो एमटीबीएफ (मीन टाइम बीच फेल होने) से अलग है। MTBF = MTTF + MTTR (मरम्मत के लिए औसत समय)। समझ में आता है।
लोग अक्सर MTBF शब्द का उपयोग करते हैं जब वे वास्तव में MTTF का अर्थ करते हैं। कई स्थितियों में बहुत अंतर नहीं है, जैसे कि जब MTTF 10 साल है, और MTTR 2 घंटे है। लेकिन असफल माइक्रोकंट्रोलर्स की मरम्मत नहीं की जाती है, उन्हें बदल दिया जाता है, इसलिए यहां न तो एमटीटीआर और न ही एमटीबीएफ का मतलब है।

Atmel 100 वर्षों के बाद 1ppm त्रुटियों का उद्धरण करता है। यह स्पष्ट है कि AVR इतने लंबे समय तक उत्पादन में नहीं रहा है, इसलिए वे उस आंकड़े पर कैसे आएंगे? लगातार गलतफहमी है कि यह केवल एक रैखिक चीज होगी: 1000 000 घंटे के बाद 1 दोषपूर्ण उपकरण 1000 उपकरणों की आबादी में प्रति 1000 घंटे में 1 दोषपूर्ण उपकरण के समान होगा। 1000 x 1000 = 1000 000, सही है? यह कैसे काम करता है! यह रैखिक नहीं है। आप पूरी तरह से त्रुटियों को 1 मिलियन घंटों के बाद कर सकते हैं, और हजार के बाद कोई भी नहीं, यहां तक ​​कि एक लाख की आबादी के साथ! एमटीटीएफ गणना सभी प्रकार के प्रभावों को ध्यान में रखती है जो उत्पाद की विश्वसनीयता को प्रभावित कर सकते हैं, और उनमें से प्रत्येक के लिए एक समय देते हैं। सांख्यिकीय विधियों का उपयोग तब भविष्यवाणी में आने के लिए किया जाता है जब उत्पाद अंततः विफल हो जाएगा। यह सभी देखें "

(MTBF पर विकिपीडिया अशुद्ध भूल जाओ। यह गलत है।)

यह अपना डेटा कैसे खोता है? गेट चार्ज उच्च प्रतिरोध के माध्यम से सामान्य सर्किट में समान अर्थ में लीक से दूर लीक नहीं होगा। यह उसी तरह से करेगा जैसे कि यह प्रोग्राम किया और मिटा दिया गया है, सुरंग के माध्यम से। तापमान जितना अधिक होता है, चार्ज वाहक की ऊर्जा उतनी ही अधिक होती है और यह बड़ा मौका होता है कि वे SiO के माध्यम से सुरंग बनाते हैं$_2$ परत।

फेडरिको का प्रश्न यदि 1 पीपीएम उपकरणों या कोशिकाओं को संदर्भित करता है तो उचित है। डेटाशीट कहती नहीं है, लेकिन मुझे लगता है कि यह प्रति मिलियन 1 दोषपूर्ण डेटा सेल है। क्यों? यदि यह उपकरण था तो आपको बड़े फ़्लैश आकार वाले उपकरणों के लिए बदतर आंकड़े मिलेंगे, और वे 1k के लिए 16k के समान हैं। साथ ही, 100 साल बेहद लंबा है। मुझे आश्चर्य होगा कि 1 मिलियन में से 999 999 डिवाइस अभी भी काम कर रहे हैं।

छवियों बेशर्मी से यहाँ चोरी

Comments

हुह, और मुझे लगा कि क्वांटम प्रभाव जादू पर निर्भर करते हैं। कौन लगा होगा आँकड़ों का इससे कोई लेना देना था !?

— ओलिन लेट्रोप

@ ओलिन - मेरे सांख्यिकीय वर्गों के बाद से, कई चंद्रमा पहले, मैं आंकड़ों को किसी प्रकार के बुरे जादू के रूप में देखता हूं। क्या वह जादू हो सकता है जिसका आप मतलब है?

— स्टीवनव

Answer 2

इस प्रकार की मेमोरी डेटा को अछूता FET गेट्स पर छोटे शुल्क के रूप में संग्रहीत करती है। यह अनिवार्य रूप से उच्च या निम्न वोल्टेज पर FET गेट रखता है। उसी चीज को देखने का एक और तरीका यह है कि 1 या 0 को FET गेट से जुड़े संधारित्र पर वोल्टेज के रूप में संग्रहीत किया जाता है।

चार्ज स्टोरेज स्थायी नहीं है। आखिरकार पर्याप्त चार्ज लीक हो जाएगा ताकि बिट की मूल स्थिति को मज़बूती से निर्धारित नहीं किया जा सके। उच्च तापमान इसे चार्ज करने के लिए रिसाव के लिए थोड़ा आसान बनाता है, यही कारण है कि ऊंचा तापमान पर डेटा प्रतिधारण कल्पना कम होती है।

पीपीएम के लिए, हाँ यह "भागों प्रति मिलियन" है। यह प्रतिशत के समान अवधारणा है, जो प्रति सौ भागों को कहने का एक और तरीका है। 100ppm = .01% = .0001

Answer 3

अटेंटी (साथ ही कई अन्य यूसी) में 'स्थायी' डेटा फ्लैश मेमोरी में संग्रहीत किया जाता है - जो मूल रूप से एक विशेष ट्रांजिस्टर है जो चार्ज (चार्ज संधारित्र) की तरह कर सकता है। चाल यह है कि इस संधारित्र से जुड़ने वाला कोई 'तार' नहीं है - इसलिए वे केवल इसे चार्ज या डिस्चार्ज करने का एक तरीका है - क्वांटम ट्यूनिंग के माध्यम से। इसका मतलब यह है कि यह वास्तव में धीमी गति से निर्वहन करता है, और इसे चार्ज / डिस्चार्ज करना काफी कठिन है (प्रत्येक यह चार्ज / डिस्चार्ज ट्रांजिस्टर को नुकसान पहुंचाता है, इसीलिए यह 10k मिटाने तक सीमित है)।

इस डिस्चार्ज की गति अनुभव से निर्धारित की जाती है, और आप इसे डेटाशीट में देखते हैं।

लेकिन यह 'विशिष्ट' मूल्य है - आप दोनों उच्च और निम्न डेटा अवधारण समय प्राप्त कर सकते हैं - यह थोड़ा यादृच्छिक हो सकता है। पहले से पता लगाने का कोई सटीक तरीका नहीं है कि डेटा कब जाना चाहिए। तो इसलिए आप डेटाशीट + अनुमान में इस अनुमान को देखें कि इस अनुमान से कितनी डिवाइस खराब होंगी।

Comments

@BarsMonster - डिस्चार्ज की गति को पूरी तरह से आनुभविक रूप से निर्धारित नहीं किया जा सकता है, क्योंकि डिवाइस 20 साल तक अस्तित्व में नहीं है। अनुभवजन्य डेटा एक सांख्यिकीय पद्धति का आधार है, जो इसमें अधिक वजन डालता है।

— स्टीवनव

@stevenvh यदि आप ऊंचे तापमान पर ऐसा करते हैं तो यह संभव है। इसके अलावा, ट्रांजिस्टर थ्रेशोल्ड परिवर्तन लगातार बदल जाता है, इसलिए आप केवल 1 से 0 तक स्विच करने तक इंतजार नहीं करेंगे, बल्कि कुछ 0.01% परिशुद्धता के साथ प्रक्रिया की निगरानी करेंगे।

— BarsMonster

@BarsMonster - यह सिर्फ इतना है कि आप इस पर एक रैखिक एक्सट्रपलेशन नहीं कर सकते। MTTF के बारे में यह एक आम गलत धारणा है: यदि यह कहता है कि 1 मिलियन घंटे बहुत से लोग सोचते हैं कि 1000 उपकरणों के परीक्षण पर 1000 घंटों के बाद 1 विफलता होती है, और वह वह जगह होगी जहां मिलियन घंटे आते हैं। यह इतना आसान नहीं है।

— स्टीवनव

@stevenvh मैं यह नहीं कह रहा कि यह रैखिक है :-)

— BarsMonster

@stevenvh: मैं MTTF से परिचित नहीं हूं। मैं MTBF से परिचित हूं, जो कि मुझे जो समझ में आता है, वह अनिवार्य रूप से इस संभावना का उलटा है कि एक निश्चित समय के लिए काम करने वाले डिवाइस को विफलता का अनुभव होगा। इसलिए अगर एक घंटे के लिए काम करने वाले डिवाइस में विफलता का एक लाख में से एक मौका है, तो वह 1,000,000 घंटे का MTBF है। यदि हर उपकरण 1,000 घंटे तक ठीक काम करेगा, तो नए उपकरणों के लिए MTBF अनंत होगा, लेकिन यह कुछ भी नहीं होगा क्योंकि उपकरणों ने 1,000 घंटे के निशान को मारा। एक त्वरित नज़र से, MTTF समान लगता है ...

— Supercat