Jei kada nors keit\u0117te nustatymus savo kompiuterio BIOS’e arba programavote mikrovaldikl\u012f, tikrai susid\u016br\u0117te su EEPROM atmintimi, net jei to ne\u017einojote. EEPROM – tai elektri\u0161kai i\u0161trinama ir programuojama tik skaitoma atmintis (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory). Skamba sud\u0117tingai, bet i\u0161 esm\u0117s tai tokia atmintis, kuri i\u0161laiko duomenis net ir be elektros maitinimo, o svarbiausia – galite j\u0105 perprogramuoti tiek kart\u0173, kiek reikia.<\/p>\n
Skirtingai nuo paprasto ROM, kuris programuojamas gamykloje ir visam laikui, arba EPROM, kur\u012f reik\u0117jo \u0161viesti ultravioletiniais spinduliais norint i\u0161trinti, EEPROM galima perprogramuoti tiesiog elektri\u0161kai. Tai revoliucija buvo tada, kai atsirado, ir vis dar i\u0161lieka labai svarbi technologija \u0161iandien. Tokia atmintis naudojama visur – nuo automobilio elektronikos iki buitin\u0117s technikos, nuo i\u0161mani\u0173j\u0173 korteli\u0173 iki pramonini\u0173 valdikli\u0173.<\/p>\n
Kad suprastume perprogramavimo principus, pirmiausia reikia suprasti, kaip veikia pati EEPROM l\u0105stel\u0117. Kiekviena l\u0105stel\u0117 – tai i\u0161 esm\u0117s specialus tranzistorius su pl\u016bduriuojan\u010dia u\u017etvara (floating gate). \u012esivaizduokite ma\u017eyt\u0119 elektri\u0161kai izoliuot\u0105 sal\u0105, kuri gali laikyti elektros kr\u016bv\u012f de\u0161imtme\u010dius.<\/p>\n
\u0160i pl\u016bduriuojanti u\u017etvara yra apsupt\u0105 dviej\u0173 izoliacini\u0173 oksido sluoksni\u0173. Kai \u012f j\u0105 patalpinami elektronai, ji tampa neigiama, ir tai pakei\u010dia viso tranzistoriaus elektrines savybes. B\u016btent \u0161is kr\u016bvis ir lemia, ar l\u0105stel\u0117je saugomas loginis vienetas ar nulis. Genialumas slypi tame, kad \u0161is kr\u016bvis i\u0161lieka net be maitinimo, nes elektronai negali niekur pasi\u0161alinti – jie tarsi \u012fkalinti tarp izoliacini\u0173 sluoksni\u0173.<\/p>\n
Paprastai ne\u012fkrauta l\u0105stel\u0117 laikoma loginiu vienetu, o \u012fkrauta – loginiu nuliu. Kai bandome skaityti l\u0105stel\u0119, tiesiog tikriname, ar tranzistorius laidus, ar ne. Jei laidus – turime vienet\u0105, jei ne – nul\u012f.<\/p>\n
Dabar prasideda \u012fdomiausia dalis. Kaip tuos elektronus patalpinti \u012f izoliuot\u0105 pl\u016bduriuojan\u010di\u0105 u\u017etvar\u0105? Juk ji apsupt\u0105 izoliatoriaus! \u010cia ir prasideda fizikos magija, vadinama kvantine tunelizacija arba Fowler-Nordheim tunelizacija.<\/p>\n
Kai prie l\u0105stel\u0117s prijungiame auk\u0161t\u0105 \u012ftamp\u0105 (paprastai 12-21 voltas), sukuriamas labai stiprus elektrinis laukas. \u0160is laukas yra toks stiprus, kad pakei\u010dia pa\u010dios materijos savybes. Elektronai gali „prasiskverbti” pro plonyt\u012f oksido sluoksn\u012f, nors klasikin\u0117 fizika sako, kad tai ne\u012fmanoma. Tai kvantin\u0117s mechanikos efektas – elektronai elgiasi kaip bangos ir gali „tuneliuoti” pro barjer\u0105.<\/p>\n
\u012era\u0161ymo metu auk\u0161ta \u012ftampa taikoma tarp valdymo u\u017etvaros ir dreno kontakto. Elektronai i\u0161 dreno srities \u012fgauna pakankamai energijos ir prasiskverbia \u012f pl\u016bduriuojan\u010di\u0105 u\u017etvar\u0105. Visas procesas trunka kelias milisekundes. Kai tik \u012ftampa nuimama, elektronai lieka \u012fkalinti pl\u016bduriuojan\u010dioje u\u017etvaroje – jie neturi pakankamai energijos gr\u012f\u017eti atgal.<\/p>\n
Trynimas – tai atvirk\u0161tinis procesas. Norint i\u0161trinti l\u0105stel\u0119, reikia pa\u0161alinti elektronus i\u0161 pl\u016bduriuojan\u010dios u\u017etvaros. Ir v\u0117lgi naudojamas kvantinis tuneliavimas, tik prie\u0161inga kryptimi.<\/p>\n
Trynimo metu auk\u0161ta teigiama \u012ftampa taikoma prie \u0161altinio kontakto, o valdymo u\u017etvara paliekama \u017eemesn\u0117s \u012ftampos arba \u012f\u017eeminta. Tai sukuria elektrin\u012f lauk\u0105 prie\u0161inga kryptimi, ir elektronai tuneliuoja i\u0161 pl\u016bduriuojan\u010dios u\u017etvaros atgal \u012f \u0161altinio srit\u012f. Paprastai trynimas trunka \u0161iek tiek ilgiau nei \u012fra\u0161ymas – nuo keli\u0173 milisekund\u017ei\u0173 iki keliolikos.<\/p>\n
Svarbu suprasti, kad EEPROM atmint\u012f galima trinti arba po vien\u0105 bait\u0105, arba nedideliais blokais. Tai did\u017eiulis privalumas, palyginti su Flash atmintimi, kuri turi b\u016bti trinama dideliais sektoriais. Ta\u010diau u\u017e \u0161\u012f lankstum\u0105 mokama – EEPROM l\u0105stel\u0117s u\u017eima daugiau vietos lust\u0173 pavir\u0161iuje ir yra brangesn\u0117s gaminti.<\/p>\n
Nieko \u0161iame pasaulyje n\u0117ra am\u017eino, ir EEPROM atmintis – ne i\u0161imtis. Kiekvienas \u012fra\u0161ymo-trynimo ciklas \u0161iek tiek pa\u017eeid\u017eia oksido izoliacin\u012f sluoksn\u012f. Ilgainiui \u0161is sluoksnis tampa „prakiur\u0119s” – jame atsiranda mikroskopini\u0173 defekt\u0173, pro kuriuos elektronai gali nutek\u0117ti.<\/p>\n
Tipin\u0117 EEPROM atmintis gali atlaikyti nuo 100,000 iki 1,000,000 perprogramavimo cikl\u0173. Tai gali skamb\u0117ti kaip labai daug, bet kai kuriose aplikacijose \u0161is limitas gali b\u016bti pasiektas gana greitai. Pavyzd\u017eiui, jei j\u016bs\u0173 \u012frenginys \u012fra\u0161o duomenis kas sekund\u0119, milijonas cikl\u0173 bus i\u0161naudotas per vos 11 dien\u0173.<\/p>\n
D\u0117l \u0161ios prie\u017easties programuotojai naudoja \u012fvairias strategijas, kad prat\u0119st\u0173 EEPROM gyvavimo laik\u0105. Viena populiariausi\u0173 – „wear leveling” (nusid\u0117v\u0117jimo i\u0161lyginimas), kai duomenys ra\u0161omi \u012f skirtingas atmintis vietas rotacijos b\u016bdu, o ne vis \u012f t\u0105 pa\u010di\u0105. Taip nusid\u0117v\u0117jimas pasiskirsto tolygiai po vis\u0105 atmint\u012f.<\/p>\n
Realyb\u0117je EEPROM perprogramavimas vyksta per specialius protokolus ir s\u0105sajas. Populiariausios s\u0105sajos yra I2C (Inter-Integrated Circuit) ir SPI (Serial Peripheral Interface). Abi jos leid\u017eia mikrovaldikliui ar kitam \u012frenginiui komunikuoti su EEPROM lustu naudojant kelis laidus.<\/p>\n
I2C protokolas naudoja tik du laidus – SDA (duomen\u0173 linija) ir SCL (taktinio signalo linija). Tai labai ekonomi\u0161ka, kai reikia prijungti daug \u012frengini\u0173 prie tos pa\u010dios magistral\u0117s. Kiekvienas EEPROM lustas turi unikal\u0173 adres\u0105, tod\u0117l mikrovaldiklis gali kreiptis b\u016btent \u012f t\u0105, kurio reikia. \u012era\u0161ymo komanda paprastai atrodo taip: si\u0173sti prietaiso adres\u0105, si\u0173sti atmintis adres\u0105, si\u0173sti duomenis, laukti, kol \u012fra\u0161ymas bus baigtas.<\/p>\n
SPI protokolas greitesnis, bet reikia daugiau laid\u0173 – paprastai keturi\u0173: MOSI (duomenys \u012f lust\u0105), MISO (duomenys i\u0161 lusto), SCK (taktinis signalas) ir CS (lusto pasirinkimas). SPI gali pasiekti daug didesnius duomen\u0173 perdavimo grei\u010dius, tod\u0117l naudojamas ten, kur svarbus na\u0161umas.<\/p>\n
Programuojant EEPROM reikia atsi\u017evelgti \u012f \u012fra\u0161ymo laik\u0105. Po kiekvieno baito ar puslapio \u012fra\u0161ymo lustas reikalauja keli\u0173 milisekund\u017ei\u0173 vidiniam \u012fra\u0161ymo procesui u\u017ebaigti. \u0160iuo metu jis nepriima nauj\u0173 komand\u0173. Programuotojai turi arba laukti fiksuot\u0105 laik\u0105, arba naudoti „polling” metod\u0105 – nuolat tikrinti lusto b\u016bsen\u0105, kol jis prane\u0161a, kad pasiruo\u0161\u0119s naujoms komandoms.<\/p>\n
Jei norite patys programuoti EEPROM, jums reik\u0117s keli\u0173 dalyk\u0173. Pirmiausia – programatoriaus. Tai gali b\u016bti specialus \u012frenginys kaip TL866 ar CH341A, arba tiesiog Arduino ar kitas mikrovaldiklis su tinkama programine \u012franga. Daugelis hobist\u0173 naudoja Arduino kaip EEPROM programatori\u0173 – tai pigiausia ir lank\u0161\u010diausia i\u0161eitis.<\/p>\n
Programuojant atminkite kelis svarbius dalykus. Visada patikrinkite lusto maitinimo \u012ftamp\u0105 – kai kurie EEPROM lustai dirba su 5V, kiti su 3.3V. Neteisingos \u012ftampos panaudojimas gali sugadinti lust\u0105. Taip pat \u012fsitikinkite, kad teisingai identifikavote pirm\u0105 kojel\u0119 – EEPROM lustai paprastai turi ta\u0161kel\u012f ar \u012fdubim\u0105, \u017eymint\u012f pirm\u0105 kojel\u0119.<\/p>\n
Prie\u0161 perprogramuodami EEPROM, visada perskaitykite ir i\u0161saugokite esam\u0105 turin\u012f. Tai ypa\u010d svarbu, jei dirbate su \u012frenginiu, kurio programin\u0117s \u012frangos neturite atsargin\u0117s kopijos. Kartais EEPROM saugo kalibravimo duomenis ar unikalius identifikatorius, kuri\u0173 atkurti ne\u012fmanoma.<\/p>\n
Kai programuojate, geriau naudoti puslapinio \u012fra\u0161ymo re\u017eim\u0105, jei j\u016bs\u0173 EEPROM j\u012f palaiko. Daugelis \u0161iuolaikini\u0173 EEPROM lust\u0173 gali \u012fra\u0161yti 16, 32 ar net 64 baitus vienu kartu, o ne po vien\u0105 bait\u0105. Tai gerokai pagreitina programavimo proces\u0105 ir suma\u017eina nusid\u0117v\u0117jim\u0105.<\/p>\n
Nors EEPROM technologija jau gana sena – pirmieji lustai pasirod\u0117 1970-\u0173j\u0173 pabaigoje – ji vis dar evoliucionuoja. \u0160iuolaikiniai EEPROM lustai yra gerokai patikimesni, greitesni ir talpesni nei j\u0173 pirmtakai. Kai kurie naujausi lustai gali atlaikyti iki 4 milijon\u0173 perprogramavimo cikl\u0173 ir dirba platesniame temperat\u016br\u0173 diapazone.<\/p>\n
Ta\u010diau daugelyje aplikacij\u0173 EEPROM palaipsniui kei\u010diama Flash atmintimi, ypa\u010d NAND Flash. Flash atmintis pigesn\u0117 ir talpesn\u0117, nors turi savo tr\u016bkum\u0173 – j\u0105 reikia trinti dideliais blokais, o ne individualiais baitais. Tarpinis variantas – FeRAM (Ferroelectric RAM), kuri sujungia EEPROM privalumus su dar didesniu grei\u010diu ir ilgesniu gyvavimo laiku, bet kol kas lieka brangi.<\/p>\n
Vis d\u0117lto EEPROM i\u0161liks aktuali dar ilgai. Jos galimyb\u0117 keisti individualius baitus, patikimumas ir paprastumas daro j\u0105 ideali\u0105 konfig\u016bracijos duomenims, kalibravimo parametrams ir nedideliems duomen\u0173 kiekiams saugoti. Kiekvienas \u0161iuolaikinis kompiuteris vis dar turi EEPROM lust\u0105, kuriame saugomi BIOS\/UEFI nustatymai. J\u016bs\u0173 automobilio elektronika, skalbimo ma\u0161ina, oro kondicionierius – visur rasite EEPROM atmint\u012f, tyliai atliekan\u010di\u0105 savo darb\u0105.<\/p>\n
Perprogramuojama atmintis, kuri i\u0161laiko duomenis de\u0161imtme\u010dius be elektros, kuri gali b\u016bti perra\u0161oma \u0161imtus t\u016bkstan\u010di\u0173 kart\u0173, kuri telpa mikroskopiniame luste – tai tikrai technologinis stebuklas. O faktas, kad mes tai laikome savaime suprantamu dalyku, tik rodo, kaip toli technologijos nu\u0117jo.<\/p>\n
Supratimas, kaip veikia EEPROM perprogramavimas, atveria duris \u012f platesn\u012f elektronikos pasaul\u012f. Tie patys kvantin\u0117s tunelizacijos principai naudojami ir Flash atmintyje, kuri yra kiekviename i\u0161maniajame telefone ir SSD diske. Tie patys elektriniai laukai ir oksido sluoksniai – pagrindas visai moderniai skaitmeninei atmin\u010diai.<\/p>\n
Jei kada nors tur\u0117site galimyb\u0119 perprogramuoti EEPROM lust\u0105, sustokite akimirkai ir pagalvokite apie tai, kas vyksta tame ma\u017eyt\u0117je silicio gabaliuke. Ten, mikroskopiniame lygmenyje, elektronai tuneliuoja pro barjerus, kuri\u0173 klasikin\u0117 fizika negali paai\u0161kinti. Ten informacija u\u017e\u0161\u0105la laike, i\u0161likdama de\u0161imtme\u010dius. Ir visa tai vyksta per kelias milisekundes, valdoma keli\u0173 volt\u0173 \u012ftampos impuls\u0173. \u0160tai kod\u0117l elektronika yra tokia nuostabi.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Kas ta EEPROM ir kod\u0117l ji tokia ypatinga Jei kada nors keit\u0117te nustatymus savo kompiuterio BIOS’e arba programavote mikrovaldikl\u012f, tikrai…<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":7176,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_uag_custom_page_level_css":"","footnotes":""},"categories":[15,17,16,7],"tags":[],"class_list":["post-7177","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-kompiuteriu-remontas-kaune","category-kompiuteriu-remontas-klaipedoje","category-kompiuteriu-remontas-vilniuje","category-kompiuteriu-remontas-kompiuteriai-naujienos-patarimai","wpcat-15-id","wpcat-17-id","wpcat-16-id","wpcat-7-id"],"yoast_head":"\n