{"id":50666,"date":"2023-02-16T06:04:49","date_gmt":"2023-02-16T05:04:49","guid":{"rendered":"https:\/\/botland.com.pl\/blog\/?p=50666"},"modified":"2023-02-28T15:37:17","modified_gmt":"2023-02-28T14:37:17","slug":"eeprom-was-ist-das-und-wozu-dient-es","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/botland.de\/blog\/eeprom-was-ist-das-und-wozu-dient-es\/","title":{"rendered":"Eeprom – Was ist das und wozu dient es?"},"content":{"rendered":"Lesezeit<\/span> 4<\/span> min.<\/span><\/span>\t\t
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Der EEPROM ist einer der popul\u00e4rsten Halbleiterspeicherchips, die wir in Computern und in der Mikroprozessortechnik im Allgemeinen finden.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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EEPROM - grundlegende Definition<\/h2><\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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EEPROM<\/a>\u00a0steht f\u00fcr Electrically Erasable Programmable Read Only Memory (elektrisch l\u00f6schbarer programmierbarer Festwertspeicher). EEPROM ist eine Art nichtfl\u00fcchtiger ROM – das bedeutet, dass die Daten in diesem Speicher nicht verloren gehen, wenn der Strom abgeschaltet wird, wie es bei statischem RAM der Fall ist. Bei EEPROM k\u00f6nnen einzelne Datenbytes gel\u00f6scht und neu programmiert werden. Aus diesem Grund werden EEPROM-Chips auch als byte-l\u00f6schbare Chips bezeichnet. EEPROM wird in der Regel zur Speicherung kleiner Datenmengen in Computern und anderen elektronischen Ger\u00e4ten verwendet, z. B. in eingebetteten Systemen, die auf AVR- oder ARM-Mikrocontrollern<\/a>\u00a0basieren.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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EEPROM – historischer Hintergrund<\/h2>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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EEPROM wurde in den sp\u00e4ten 1970er und fr\u00fchen 1980er Jahren von Forschern bei Hughes Aircraft und Intel entwickelt und diente als Ersatz f\u00fcr EPROM (l\u00f6schbarer programmierbarer Festwertspeicher) und PROM (programmierbarer Festwertspeicher). Vor dem Einsatz von EEPROM war die EPROM-Technologie weit verbreitet.\u00a0EPROM-Speicherchips<\/a>\u00a0konnten unter ultraviolettem Licht programmiert und dann gel\u00f6scht werden. Die Chips konnten jedoch nicht elektrisch gel\u00f6scht werden. Und das L\u00f6schen eines EPROMs dauerte mehr als eine Stunde, was in den damaligen Programmierumgebungen akzeptabel war, aber wenig Flexibilit\u00e4t f\u00fcr die potenziell schnelleren Umgebungen der Zukunft lie\u00df. Im Laufe der Zeit hat sich die EEPROM-Technologie weiterentwickelt, um diese Herausforderungen zu meistern. EEPROMs basieren auf der bestehenden EPROM-Struktur und sind elektrisch l\u00f6schbar und programmierbar. Die meisten EEPROM-Chips haben eine Lebensdauer von 10.000 bis 100.000 Schreibzyklen, was wesentlich l\u00e4nger ist als die Schreibzyklen von EPROM-Chips. Interessanterweise ist ein Fall bekannt, in dem ein Benutzer versuchsweise einen EEPROM in einem AVR-Mikrocontroller \u00fcberschrieben hat, der nach Angaben des Herstellers bis zu 100 000 Schreibzyklen einwandfrei funktionieren sollte. In diesem Fall gab das EEPROM nach etwa 4 Millionen Schreibzyklen auf.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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In EEPROMs verwendete Halbleitertechnologie<\/h2><\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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In EEPROMs werden Floating-Gate- oder Ladungsspeicher-Transistoren verwendet, w\u00e4hrend ein Metall-Oxid-Silizium-Transistor (MOS) die Ladung ableitet. Floating-Gate-Transistoren (FGTs) sind komplement\u00e4re Bitzellen auf der Grundlage der MOS-Technologie. Wenn sich keine Ladung auf dem Floating Gate befindet, wird durch einen Impuls auf dem Steuergate ein Stromfluss ausgel\u00f6st. Zu diesem Zeitpunkt verh\u00e4lt sich der Transistor normal. Wenn das Gate aufgeladen ist, wird das Steuergate blockiert oder behindert und der Strom flie\u00dft nicht mehr. Um die Gate-Kapazit\u00e4t zu entladen, m\u00fcssen die Source- und Drain-Anschl\u00fcsse kurzgeschlossen und die entsprechende Spannung in den Steuergate-Tunnel durch das Oxid zum schwebenden Gate gelegt werden. Der geladene\/entladene Zustand wird durch die im Gate gefangenen Elektronen bestimmt, die dann bestimmen, ob der Inhalt des Gates Bit 0 oder 1 sein wird. Eine von einem anderen\u00a0Transistor<\/a>\u00a0getriebene Sperrspannung leitet die Ladung im Substrat ab und bewirkt so die Entladung des Gates.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Abb. 1 – Eine einzelne EEPROM-Speicherzelle<\/i><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Arten von EEPROM<\/h2><\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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\u00dcblicherweise wird zwischen zwei Arten von EEPROMs unterschieden, n\u00e4mlich seriellem und parallelem Speicher.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Serielles EEPROM<\/h2><\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Serielle EEPROM-Chips k\u00f6nnen in einem kleinen achtpoligen Geh\u00e4use untergebracht werden, wodurch sie dichter sind als parallele EEPROM-Chips. Serielle Chips sind auch preiswerter. Der Nachteil ist, dass die Daten seriell und damit langsam \u00fcbertragen werden. Au\u00dferdem ist ihre Funktionsweise komplexer.<\/p>

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Es gibt viele Standardschnittstellen f\u00fcr serielle EEPROMs:<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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  • SPI<\/li>
  • I2C<\/li>
  • Microwire<\/li>
  • UNI\/O<\/li>
  • 1-Wire<\/li><\/ul>

    Jede der oben genannten Schnittstellen ben\u00f6tigt vier separate Steuersignale.<\/p>

    Das serielle EEPROM-Protokoll besteht aus drei Phasen:<\/p>

    • Operationscode Phase<\/li>
    • Adressierungsphase<\/li>
    • Datenphase<\/li><\/ul>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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      Paralleles EEPROM<\/h2><\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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      Der parallele EEPROM-Chip ist sowohl mit EPROM- als auch mit Flash-Speicherger\u00e4ten kompatibel. Sein Daten\u00fcbertragungsmechanismus ist schneller und zuverl\u00e4ssiger als der eines seriellen EEPROMs. Er hat jedoch eine h\u00f6here Anzahl von Pins, was seine Gr\u00f6\u00dfe, Dichte und Kosten erh\u00f6ht. Aus diesen Gr\u00fcnden ist der parallele EEPROM nicht so weit verbreitet wie der serielle EEPROM oder der Flash-Speicher.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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      Fehlermodi f\u00fcr EEPROM<\/h2><\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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      Wie bei allen Computern und elektronischen Ger\u00e4ten sind auch EEPROM-Chips nicht vor Ausf\u00e4llen gesch\u00fctzt. Es gibt zwei Hauptmodi, in denen EEPROM-Ger\u00e4te versagen k\u00f6nnen:<\/p>\n

      \n<\/p>

      – Datenerhaltungsmodus – W\u00e4hrend eines \u00dcberschreibvorgangs bleiben die Bitzellen im EEPROM in einem programmierten Zustand stecken. Dies geschieht, weil der FGT gefangene Elektronen ansammelt. Da immer mehr Elektronen eingefangen werden, kann der Schwellenwert f\u00fcr den “Nullzustand” nicht mehr erkannt werden, und die Zellen bleiben dauerhaft im programmierten Zustand, was zum Ausfall des Chips f\u00fchren kann. Daher geben die EEPROM-Hersteller eine Mindest- und eine H\u00f6chstzahl von Wiederbeschreibungszyklen an.<\/p>\n

      \n<\/p>

      – Datenhaltemodus – Die EEPROM-Architektur ist so aufgebaut, dass die in das schwebende Gate injizierten Elektronen durch den Isolator driften k\u00f6nnen, der kein idealer Isolator ist. Dieses Schweben f\u00fchrt zu einem Ladungsverlust, der einige Daten l\u00f6scht und die Speicherzelle in ihren gel\u00f6schten Zustand zur\u00fcckversetzt. Aus diesem Grund garantieren die Hersteller eine begrenzte Datenspeicherung f\u00fcr eine bestimmte Anzahl von Jahren, z. B. 10 Jahre. Auch Umweltfaktoren wie die Temperatur k\u00f6nnen die Datenerhaltungszeit eines EEPROMs verringern.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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      EEPROMs - Vorteile und Nachteile<\/h2><\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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      Einer der gr\u00f6\u00dften Vorteile des EEPROMs ist, dass es viele Male umprogrammiert werden kann. Die gespeicherten Daten sind nicht fl\u00fcchtig und k\u00f6nnen Byte f\u00fcr Byte gel\u00f6scht werden. Und da das L\u00f6schen elektrisch erfolgt, geht es fast augenblicklich. Im Gegensatz zu EPROMs m\u00fcssen EEPROM-Chips zum \u00c4ndern nicht aus dem Computer entfernt werden. Trotz dieser Vorteile hat EEPROM auch einige Nachteile. Sie sind teurer als PROMs und EPROMs und haben eine begrenzte Datenspeicherzeit. Dar\u00fcber hinaus k\u00f6nnen die Kosten ein Nachteil f\u00fcr Systeme sein, die serielle EEPROM-Chips verwenden. Au\u00dferdem sind die Lese-\/Schreibzyklen in EEPROM langsamer als in RAM. Um dies zu ber\u00fccksichtigen, ist es wichtig, die im EEPROM gespeicherten Daten so zu verwenden, dass das System nicht verlangsamt wird. Schlie\u00dflich sind zum L\u00f6schen, Lesen und Schreiben von Daten in oder aus dem EEPROM unterschiedliche Spannungen erforderlich. Neuere EEPROM-Chips enthalten jedoch eine Hochspannungsquelle im Chip selbst, sodass eine separate Hochspannungsquelle nicht mehr erforderlich ist. Da diese Chips mit einer einzigen Quelle betrieben werden k\u00f6nnen, vereinfacht dies das Design und reduziert die Kosten. Trotz dieser Nachteile sind EEPROMs weit verbreitet, vor allem in Anwendungen, bei denen die Anzahl der Lese-\/Schreibzyklen begrenzt ist.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

      Der EEPROM ist einer der popul\u00e4rsten Halbleiterspeicherchips, die wir in Computern und in der Mikroprozessortechnik im Allgemeinen finden. <\/p>\n","protected":false},"author":22,"featured_media":63550,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[466],"tags":[],"class_list":["post-50666","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-kompendium-de"],"acf":[],"yoast_head":"\nEeprom - Was ist das und wozu dient es? - Botland<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Der EEPROM-Speicher erm\u00f6glicht es Ihnen, Daten zu speichern, auch wenn der Strom abgeschaltet ist! Besuchen Sie den Botland-Blog, um mehr \u00fcber EEPROM-Speicher zu erfahren!\" \/>\n<meta name=\"robots\" content=\"index, follow, max-snippet:-1, max-image-preview:large, max-video-preview:-1\" \/>\n<link rel=\"canonical\" href=\"https:\/\/botland.de\/blog\/eeprom-was-ist-das-und-wozu-dient-es\/\" \/>\n<meta property=\"og:locale\" content=\"de_DE\" \/>\n<meta property=\"og:type\" content=\"article\" \/>\n<meta property=\"og:title\" content=\"Eeprom - Was ist das und wozu dient es? - Botland\" \/>\n<meta property=\"og:description\" content=\"Der EEPROM-Speicher erm\u00f6glicht es Ihnen, Daten zu speichern, auch wenn der Strom abgeschaltet ist! 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