Hispanopedia Wiki
Articulo de referencia

ROM programable

Una memoria de solo lectura programable ( PROM ) es un tipo de memoria digital cuyo contenido se establece después de la fabricación del dispositivo. Una vez establecido, el con...

Hispanopedia WikiContenido en espanolLectura gratuita

Una memoria de solo lectura programable ( PROM ) es un tipo de memoria digital cuyo contenido se establece después de la fabricación del dispositivo. Una vez establecido, el contenido es permanente. Una PROM es un tipo de memoria de solo lectura (ROM). Las PROM se utilizan habitualmente en dispositivos electrónicos digitales para almacenar programas de bajo nivel, como firmware o microcódigo . Pueden utilizarse durante el desarrollo de un sistema que, posteriormente, se convertirá a ROM en la versión de producción en masa. Este tipo de memorias se utiliza en microcontroladores , consolas de videojuegos , teléfonos móviles, etiquetas de identificación por radiofrecuencia ( RFID ), dispositivos médicos implantables, interfaces multimedia de alta definición ( HDMI ) y en muchos otros productos de consumo y automotrices.

Las PROM se fabrican sin programar y, según la tecnología, pueden programarse en la etapa de oblea, prueba final o sistema. Los chips PROM sin programar se programan conectándolos a un dispositivo llamado programador de PROM . Un dispositivo PROM típico tiene una matriz de celdas de memoria. Los transistores bipolares de las celdas tienen un emisor conectado a un fusible llamado polifusible . Para programar una PROM, se deben fundir estratégicamente los polifusibles. [ 1 ]

Historia

La PROM fue inventada en 1956 por Wen Tsing Chow , quien trabajaba para la División Arma de la corporación estadounidense Bosch Arma en Garden City , Nueva York . [ 2 ] [ 3 ] La invención fue concebida a petición de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos para encontrar una forma más flexible y segura de almacenar las constantes de puntería en la computadora digital aerotransportada del misil balístico intercontinental Atlas E/F . La patente y la tecnología asociada se mantuvieron en secreto durante varios años mientras el Atlas E/F era el principal misil operativo de la fuerza de misiles balísticos intercontinentales de los Estados Unidos. El término " quemar" , que se refiere al proceso de programación de una PROM, también aparece en la patente original, ya que una de las implementaciones iniciales consistía en quemar literalmente los filamentos internos de los diodos con una sobrecarga de corriente para producir una discontinuidad en el circuito. Las primeras máquinas de programación de PROM también fueron desarrolladas por ingenieros de Arma bajo la dirección de Chow y se ubicaron en el laboratorio de Arma en Garden City y en el cuartel general del Comando Aéreo Estratégico (SAC) de la Fuerza Aérea.

Memoria programable una sola vez

La memoria OTP (programable una sola vez) es un tipo especial de memoria no volátil (NVM) que permite escribir datos en ella solo una vez. Una vez programada, la memoria conserva su valor incluso tras un corte de energía (es decir, es no volátil). La memoria OTP se utiliza en aplicaciones donde se requiere una lectura de datos fiable y repetible. Algunos ejemplos son el código de arranque, las claves de cifrado y los parámetros de configuración para circuitos analógicos, sensores o pantallas. La memoria NVM OTP se caracteriza, frente a otros tipos de NVM como eFuse o EEPROM, por ofrecer una estructura de memoria de bajo consumo y tamaño reducido. Por ello, la memoria OTP se utiliza en productos que van desde microprocesadores y controladores de pantalla hasta circuitos integrados de gestión de energía (PMIC).

Las matrices de memoria OTP basadas en antifusibles semiconductores disponibles comercialmente existen al menos desde 1969, con celdas de bits antifusibles iniciales que dependían de la explosión de un condensador entre líneas conductoras que se cruzaban. Texas Instruments desarrolló un antifusible de ruptura de óxido de puerta MOS en 1979. [ 4 ] Un antifusible MOS de dos transistores (2T) de doble puerta de óxido se introdujo en 1982. [ 5 ] Las primeras tecnologías de ruptura de óxido exhibieron una variedad de problemas de escalado, programación, tamaño y fabricación que impidieron la producción en volumen de dispositivos de memoria basados ​​en estas tecnologías.

Otro tipo de dispositivo de memoria programable de un solo uso utiliza el mismo chip semiconductor que una memoria de solo lectura programable borrable por luz ultravioleta (UV-EPROM), pero el dispositivo final se coloca en un encapsulado opaco, en lugar del costoso encapsulado cerámico con ventana de cuarzo transparente necesario para el borrado. Estos dispositivos se programan con los mismos métodos que las piezas UV-EPROM, pero son menos costosos. Los controladores integrados pueden estar disponibles tanto en versiones borrables en campo como de un solo uso, lo que permite un ahorro de costos en la producción en volumen sin el gasto ni el tiempo de entrega de los chips ROM de máscara programados en fábrica. [ 6 ]

Aunque la PROM basada en antifusibles ha estado disponible durante décadas, no estuvo disponible en CMOS estándar hasta 2001, cuando Kilopass Technology Inc. patentó tecnologías de celdas de bits antifusibles de 1T, 2T y 3,5T utilizando un proceso CMOS estándar, lo que permitió la integración de PROM en chips CMOS lógicos. El primer nodo de proceso antifusible que se puede implementar en CMOS estándar es de 0,18  µm. Dado que la ruptura del óxido de puerta es menor que la ruptura de la unión, no se requirieron pasos de difusión especiales para crear el elemento de programación antifusible. En 2005, Sidense presentó un dispositivo antifusible de canal dividido [ 7 ] . Esta celda de bits de canal dividido combina los dispositivos de óxido grueso (E/S) y delgado (puerta) en un transistor (1T) con una puerta de polisilicio común.

Programación

Memoria PROM tipo TBP18SA030N de Texas Instruments

Una PROM típica viene con todos los bits leídos como "1". Quemar un bit fusible durante la programación hace que el bit se lea como "0" al fundir los fusibles, lo cual es un proceso irreversible. Algunos dispositivos se pueden "reprogramar" si los nuevos datos reemplazan los "1" por "0". Algunos conjuntos de instrucciones de CPU (por ejemplo, el 6502 ) aprovecharon esto definiendo una instrucción de interrupción (BRK) con el código de operación '00'. En los casos en que había una instrucción incorrecta, se podía "reprogramar" a una BRK, lo que hacía que la CPU transfiriera el control a un parche. Este ejecutaría la instrucción correcta y volvería a la instrucción posterior a la BRK.

La celda de bits se programa aplicando un pulso de alto voltaje, que no se encuentra durante el funcionamiento normal, entre la compuerta y el sustrato del transistor de óxido delgado (alrededor de 6  V para un  óxido de 2 nm de espesor, o 30  MV/cm) para romper el óxido entre la compuerta y el sustrato. El voltaje positivo en la compuerta del transistor forma un canal de inversión en el sustrato debajo de la compuerta, lo que provoca que fluya una corriente de tunelización a través del óxido. Esta corriente produce trampas adicionales en el óxido, aumentando la corriente que lo atraviesa y, finalmente, fundiendo el óxido y formando un canal conductor desde la compuerta hasta el sustrato. La corriente necesaria para formar el canal conductor es de alrededor de 100 μA  /100  nm² y la ruptura ocurre en aproximadamente 100 μs o menos. [ 8 ] 

Véase también

Referencias

  1. ↑ Whitaker, Jerry C. (3 de octubre de 2018). Manual de electrónica . CRC Press. ISBN 978-1-4200-3666-4.
  2. ↑ Han-Way Huang (5 de diciembre de 2008). Diseño de sistemas embebidos con C805 . Cengage Learning. pág. 22. ISBN  978-1-111-81079-5Archivado del original el 27 de abril de 2018 .
  3. ↑ Marie-Aude Aufaure; Esteban Zimányi (17 de enero de 2013). Business Intelligence: Segunda Escuela Europea de Verano, eBISS 2012, Bruselas, Bélgica, 15-21 de julio de 2012, Conferencias tutoriales . Springer. pág. 136. ISBN  978-3-642-36318-4Archivado del original el 27 de abril de 2018 .
  4. ↑ Véase la patente estadounidense 4184207 , archivada el 27/04/2018 en Wayback Machine : ROM programable eléctricamente con puerta flotante de alta densidad, y la patente estadounidense 4151021, archivada el 27/04/2018 en Wayback Machine : Método para fabricar una ROM programable eléctricamente con puerta flotante de alta densidad.
  5. ↑ Portal de planificación de chips . ChipEstimate.com. Consultado el 10 de agosto de 2013.
  6. ↑ Ken Arnold, "Diseño de hardware para controladores integrados", Newnes, 2004, ISBN 1-878707-52-3, página 102
  7. ↑ Véase la patente estadounidense 7402855, archivada el 4 de septiembre de 2015 en Wayback Machine, relativa al dispositivo antifusible de canal dividido.
  8. ↑ Wlodek Kurjanowicz (2008). "Evaluación de la memoria no volátil integrada para 65 nm y más allá" (PDF) . Archivado del original (PDF) el 4 de marzo de 2016. Consultado el 4 de septiembre de 2009 .

Referencias

  • Manual de diseño de memorias Intel de 1977 - archive.org
  • Hojas de datos de la memoria PROM de Intel - intel-vintage.info
  • Consulte la patente estadounidense "Switch Matrix" n.° 3028659 en la Oficina de Patentes de EE. UU. (archivada el 16 de octubre de 2015) en Wayback Machine o Google.
  • Consulte la patente de Kilopass Technology en EE. UU. titulada "Celda de memoria semiconductora de alta densidad y matriz de memoria que utiliza un solo transistor y tiene ruptura variable del óxido de puerta". Patente n.° 6940751 en la Oficina de Patentes de EE. UU. Archivada el 4 de septiembre de 2015 en Wayback Machine o Google.
  • Consulte la patente estadounidense "Arquitectura de matriz antifusible de canal dividido" n.° 7402855 de Sidense en la Oficina de Patentes de EE. UU. (archivada el 4 de septiembre de 2015) en Wayback Machine o Google.
  • Consulte la patente estadounidense n.° 3634929 "Método de fabricación de circuitos integrados semiconductores" en la Oficina de Patentes de EE. UU. (archivada el 4 de septiembre de 2015) en Wayback Machine o Google.
  • CHOI et al. (2008). "Nuevas estructuras de memoria no volátil para arquitecturas FPGA"
  • Para la tabla de ventajas y desventajas, véase Ramamoorthy, G: "Dataquest Insight: Nonvolatile Memory IP Market, Worldwide, 2008-2013", página 10. Gartner, 2009.

Véase también

  • Al observar el interior de un chip PROM de la década de 1970 que almacena datos en un fusible microscópico , se muestra el chip de una PROM MMI 5300 de 256x4.
Obtenido de " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Programmable_ROM&oldid=1345281825 "
Lecturas relacionadas
6 articulos
Memoria de solo lecturaMemoria de solo lecturaLa memoria de solo lectura ( ROM ) es un tipo de memoria no volátil que se utiliza en ordenadores y otros dispositivos electrónicos . Los datos alm...FirmwareFirmwareEn informática , el firmware es un software que proporciona un control de bajo nivel del hardware del dispositivo informático . En el caso de un di...MicrocódigoMicrocódigoEn el diseño de procesadores , el microcódigo funciona como una capa intermedia situada entre el hardware de la unidad central de procesamiento (CP...MicrocontroladorMicrocontroladorEl chip de un Intel 8742, un microcontrolador de 8 bits que incluye una CPU que funciona a 12 MHz, 128 bytes de RAM , 2048 bytes de EPROM y E/S en ...Consola de videojuegosConsola de videojuegosUna colección de varias consolas de videojuegos clásicas en una feria de juegos en 2010 Una consola de videojuegos es un dispositivo electrónico qu...Identificación por radiofrecuenciaIdentificación por radiofrecuenciaLa identificación por radiofrecuencia ( RFID ) utiliza campos electromagnéticos para identificar y rastrear automáticamente las etiquetas adheridas...