Flash memories

Obsah

 TOC \o "1-4" \h \z Flash memories.. PAGEREF _Toc69386494 \h 1

Vnitřní struktura. PAGEREF _Toc69386495 \h 2

Technologie. PAGEREF _Toc69386496 \h 3

Princip paměti Flash.. PAGEREF _Toc69386497 \h 3

Vlastnosti PAGEREF _Toc69386498 \h 3

Další typy. PAGEREF _Toc69386499 \h 4

StrataFlash.. PAGEREF _Toc69386500 \h 4

Flash+. PAGEREF _Toc69386501 \h 4

Organizace. PAGEREF _Toc69386502 \h 4

Rejstřík. PAGEREF _Toc69386503 \h 5

Literatura. PAGEREF _Toc69386504 \h 5

 

Polovodičová technologie Flash pamětí je nonvolatilní XE "nonvolatilní" , tj uchovávají svůj obsah i po vypnutí napájecího napětí. Paměti jsou programově elektricky mazatelné. Paměti jsou levné mají větší hustotu a jsou spolehlivější než dynamické RAM. Tyto paměti  jsou považovány za ideální paměti pro notebooky, palmtopy, organizéry a všechny aplikace s datovými operacemi.

Užití pamětí:

·      náhrada diskových pamětí

·      náhrada pamětí se systémy (např. BIOS) neboť lze provádět lehce upgrade,

·      náhrada zálohovaných statických RAM pamětí

·      kreditní karty

·      PCMCIA -karty s 128MB typu II se strukturou hard disku

·      transputery XE "transputery"

·      Flash karty (podronosti viz vnější paměti – Mg. Media)

·      Compact Flash XE "Compact Flash"  – CP – 32MB až 1GB

·      Memory Stick XE "Memory Stick"  – MS –

·      MultiMedia Card XE "MultiMedia Card"  – MMC –

·      Secure Digital XE "Secure Digital"  – SD –

·      Smart Media XE "Smart Media"  – SM –

·      XD Picture Card XE "XD Picture Card"  – xD –

·      Trans Flash – TF – polovina Sim karty . Lze pomocí adapteru číst jako SD

 

 

Vnitřní struktura

 

Při odpojeném Upp nebo při UPP=0 funguje Flash jako paměť ROM. Příkazy posílané po datové sběrnici jsou při  provozu zapisovány do povelového registru. Těmito příkazy řídí řadič výmaz a programování dat. Příkaz Výmaz maže všechny byty v segmentu současně;po mazání musí být pole překontrolováno, zda mazání bylo úspěšné. Prázdný byte obsahuje hodnotu 0FFH. Při chybě se automaticky výmaz provede znovu.

Od EEPROM XE "EEPROM"  se liší  ve způsobu mazání. Flash paměť se maže naráz celá nebo po blocích (1 až 5s), kdežto EEPROM byte po byte (cca 20 min.).

Paměť Am29DL800 dovoluje číst během programování a mazání paměti. [EPN 9/97].

Technologie

Firma Intel zavedla technologii  ETOX EPROM XE "ETOX EPROM"  Tunel Oxyd, která je založena na

1.  jednotranzistorových buňkách. Tyto paměti mají 2 napájecí napětí (5V a 12V). Při čtení se  u nich někdy projeví leakage - prosakování.

2.  jedenapůl tranzistorové buňky - u nich již leakage nenastává. Zaujímají větší plochu než jednotranzistorové. Napájení 5V.

3.  dvoutranzistorové, kde buňky jsou od sebe oddělené. Menší hustota. Proti paměti SRAM zaujímá buňka jen třetinu plochy. SRAM jsou obvykle 4 až 6 tranzistorové. Napájení 1,8V,  2,7V; 3V; 3,3V; 5V.

 

Princip paměti Flash

Flash paměti se skládá z tranzistorů MNOS XE "MNOS"  (Metal Nitrid Oxide Semiconductor), které mají 2 gate (jeden volný – plovoucí) Na řídící elektrodě je nanesena vrstva nitridu křemíku (Si3N4) a pod ní je tenká vrstva oxidu křemičitého, která též odděluje obě hradla (gate).

 

 

Paměť pracuje na principu tunelování el náboje mezi jednotlivými hradly. Při zápisu se přivede na  adresový vodič  záporné napětí a datový vodič buňky , kde se má nahrát jednička se uzemní.  Tranzistor  se otevře a na druhém nezapojeném  hradle se vytvoří  tunelováním náboj (exitací s brány), který zvedá prahové napětí tranzistoru.

Při čtení se přiloží opět na adresový vodič záporné napětí ale tranzistory s velkým prahovým napětím se neotevřou.

Výmaz paměti se děje kladným napětím na adresovém vodiči.

Vlastnosti

·      Přenosová rychlost - čtení 100Mb/s

·                                         zápis 10Mb/s, některé paměti mají stejnou jako čtení

·      AM29PL320 má přenosovou rychlost 133MB/s a může nahradit drahé DRAM v noteboocích a jiných přenosných zařízeních.

·      doba přístupu 50 - 120ns

·      nemá mechanický systém jako disky

·      tolerantní vůči rázům, vibracím a nečistotám

·      příkon 0,5W oproti diskům s příkonem 8W

·      malé, malá hmotnost

·      paměti nad 2MB jsou cenově výhodnější než disky nebo SRAM

·      napájení 1.8 (AMD - 100ns přístup - 32MB), 2.7, 3, 3,3 nebo 5V ( u jednotranzistorových  5V a 12V)

·      spolehlivější (jedenapůl  a dvou tranzistorové)

·      pomalejší než SRAM

·      zápis  je velmi pomalý

·      výmaz 1s

·      kapacita do 16MB (x8 nebo x16)

·      SIMM moduly 32Mb

·      Disky přes USB 2.0 do 2GB, rychlost 60MB/s, podporuje přímo Win XP

·      existují sériové DataFlash s dvěma 264B RAM [1]

·      flash karty s kapacitou do 512MB (r.2002)

·      JEDEC XE "JEDEC"  standard pro SIMM XE "SIMM"  (Industry Standard Packing)

·      10 000 cyklů

·      životnost 10 let

Další typy

StrataFlash

Strata Flash XE "Strata Flash"  pracuje se 4 různými hodnotami napětí, které se interpretují jako dvojice bitů.

            0-0      2,0V-2,5V

            0-1      3,5V-3,8V

            1-0      4,5V-4,8V

            1-1      5,7V-6,2V

TECHNOLOGIE 0,25um

Flash+

Flash+ XE "Flash+"  [2] je flash paměť, která z části se chová jako flash, zčásti jako EEPROM. Obě části sdílejí stejnou AB a DB, ale pracují současně, jako by byly odděleny. Velikost paměti je 4Mb flash a 256kb EEPROM XE "EEPROM" .

EEPROM pracuje tak, že při potřebném zápisu na zapsanou položku se celý obsah přehraje  do druhé části paměti a první část se přemaže a postupně do ní zapisují nová data. Před druhým zápisem na stejnou adresu se data opět přehrávají. Řadič zaručuje čtení vždy novějších dat ze stejných adres.

 

Organizace

Označení

xxxFyyy

kde     xxx je značka výrobce

            yyy kapacita paměti.

·      kapacita

·      512k x 16 bit

·      1M x 8bit

·      2M x 8bit   (5V)

·      napájení 2,7V až 3,6V nebo 5V

·      rychlost  60 - 100 ns

·      cena 35DM (1996)

Rejstřík

 INDEX \e " " \c "2"


 

EEPROM............................................. 2; 4

ETOX EPROM........................................ 3

Flash+...................................................... 4

JEDEC..................................................... 3

nonvolatilní............................................. 1

PCMCIA................................................... 1

SIMM........................................................ 3

Strata Flash............................................. 3

transputery.............................................. 2


 

Literatura

[1] EPN 5/97

[2] EPN 12/97 - www.st.com