La memoria EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) è un tipo di memoria non volatile che può essere programmata e cancellata elettricamente. Essa conserva i dati anche quando l’alimentazione è spenta, rendendola ideale per applicazioni che richiedono la conservazione dei dati a lungo termine senza alimentazione continua. Le EEPROM sono comunemente utilizzate in vari dispositivi elettronici, come microcontrollori, sistemi embedded e schede di espansione.
Struttura della memoria EEPROM (chiamata anche “e quadro prom”)
La struttura interna di una EEPROM è simile a quella di altre memorie non volatili, come le memorie Flash, ma presenta alcune differenze chiave: Celle di memoria: Le celle di memoria della EEPROM sono costituite da transistor a effetto di campo a doppio gate, noti come transistor a porta flottante. Questi transistor possono intrappolare elettroni nel loro gate flottante per memorizzare un bit di informazione. Matrici di celle: Le celle di memoria sono organizzate in matrici, con righe e colonne, che consentono l’accesso casuale ai dati. Ogni cella può essere indirizzata individualmente. Circuiti di controllo: Questi circuiti gestiscono le operazioni di lettura, scrittura e cancellazione delle celle di memoria, assicurando che le operazioni siano eseguite correttamente e in modo affidabile.
Funzionamento della memoria EEPROM
Il funzionamento della EEPROM si basa su tre operazioni principali: lettura, scrittura e cancellazione.
Lettura: Durante un’operazione di lettura, un indirizzo specifico viene fornito alla memoria, e il circuito di controllo seleziona la cella corrispondente. Il livello di tensione del transistor a porta flottante viene rilevato per determinare se la cella contiene un 1 o uno 0 logico. Questo valore viene poi inviato all’uscita della memoria.
Scrittura: Per scrivere un dato in una cella, è necessario applicare una tensione elevata al gate del transistor a porta flottante. Questo provoca il “tunneling” degli elettroni verso il gate flottante, modificando lo stato della cella. La scrittura in una EEPROM è un’operazione relativamente lenta rispetto alla lettura, poiché richiede la modifica dello stato fisico del transistor.
Cancellazione: La cancellazione dei dati avviene applicando una tensione elevata inversa rispetto a quella utilizzata per la scrittura. Questo permette agli elettroni di uscire dal gate flottante, riportando la cella al suo stato originale. In alcune EEPROM, la cancellazione può essere effettuata a livello di byte o di blocco.
Caratteristiche e vantaggi delle memorie EEPROM
Le EEPROM mantengono i dati anche senza alimentazione, rendendole ideali per applicazioni che richiedono la conservazione dei dati a lungo termine. Consentono l’accesso casuale ai dati, migliorando l’efficienza nelle operazioni di lettura e scrittura. Possono essere programmate e cancellate elettricamente, facilitando l’aggiornamento dei dati senza rimuovere fisicamente il chip e senza necessità di luce ultravioletta come nelle EPROM. Le moderne EEPROM offrono milioni di cicli di scrittura e lettura, garantendo una lunga durata e un’elevata affidabilità.
Nella immagine sopra, il pin-out di una memoria EEprom Microchip modello AT28C64B-15PU
Applicazioni delle memorie EEPROM
- Microcontrollori: Molti microcontrollori includono EEPROM integrate per memorizzare configurazioni, parametri e dati di calibrazione che devono persistere tra i cicli di alimentazione.
- Sistemi embedded: Utilizzate per memorizzare firmware, configurazioni di sistema e dati operativi che devono essere mantenuti anche in assenza di alimentazione.
- Dispositivi di sicurezza: Le EEPROM possono conservare chiavi di crittografia, certificati e altri dati sensibili.
- Schede di espansione: Utilizzate in schede di memoria e schede di espansione per memorizzare dati che devono essere facilmente aggiornati.
- Elettronica di consumo: Presenti in dispositivi come telecomandi, orologi digitali e calcolatrici per memorizzare impostazioni utente e dati di configurazione.
- Elettronica di controllo e gestione iniezione motori automotive (ECU, EDC)
Abbiamo parlato anche di memorie EPROM, puoi leggere qui sotto l’articolo…
