Programmable Read-Only Memory

Silja Singer Kann 13, 2016 P 2 0
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Ein programmierbarer Nur-Lese-Speicher oder feldprogrammierbaren Nur-Lese-Speicher oder einmalig programmierbaren nichtflüchtigen Speicher ist eine Form von digitalen Speicher, in dem die Einstellung von jedem Bit wird durch eine Sicherung oder Antifuse verriegelt. Sie sind eine Art von ROM dh die Daten in ihnen ist permanent und kann nicht verändert werden. PROMs werden in digitale elektronische Geräte verwendet werden, um permanente Daten, in der Regel niedrigen Niveau Programme wie Firmware zu speichern. Der wesentliche Unterschied von einem Standard-ROM ist, dass die Daten während der Herstellung in einem ROM geschrieben, während mit einem PROM die Daten in sie nach der Herstellung programmiert. So ROMs sind nur für große Serien verwendet, während PROMs für kleinere Produktions wo das Programm geändert werden verwendet.

PROMs werden leere hergestellt und, abhängig von der Technik, kann auf Wafer, Endprüfung, oder in dem System programmiert werden. Blank PROM-Chips werden durch Einstecken in einem Gerät namens Prommer programmiert. Die Verfügbarkeit dieser Technologie ermöglicht es Unternehmen, einen Vorrat an leeren PROMs auf Lager zu halten, und programmieren Sie sie in der letzten Minute, um große Volumen Engagement zu vermeiden. Diese Arten von Erinnerungen werden häufig in Mikrocontroller, Videospielkonsolen, Mobiltelefone, Radiofrequenz-Identifikationsetiketten, implantierbare medizinische Geräte, High-Definition-Multimedia-Schnittstellen und in vielen weiteren Unterhaltungs- und Automobilelektronik-Produkte verwendet.

Geschichte

Der PROM wurde 1956 von Wen Tsing Chow erfunden, die sich für die Arma Division der American Bosch Arma Corporation in Garden City, New York. Die Erfindung wurde auf Wunsch der United States Air Force entwickelt, um sich mit einem flexibleren und sichere Art und Weise der Speicherung der Targeting-Konstanten in der Atlas-E / F ICBM der Luft digitalen Computer. Das Patent und die damit verbundenen Technologie wurde unter Geheimhaltung, um für einige Jahre gehalten, während der Atlas E / F war der Hauptbetriebs Raketen der Vereinigten Staaten ICBM Kraft. Der Begriff "verbrennen", die sich auf das Verfahren zum Programmieren eines PROM, ist auch in der ursprünglichen Patent, wie eines der ursprünglichen Implementierungen war es buchstäblich verbrennen die internen Whisker von Dioden mit einer Stromüberlast, eine Schaltung Diskontinuität zu erzeugen. Die ersten PROM Programmierung Maschinen wurden auch von Arma-Ingenieure unter Herrn Chows Richtung entwickelt und wurden in Arma, Garden City Lab und Luftwaffe Strategic Air Command Hauptquartier entfernt.

Im Handel erhältliche Halbleiter Antifuse basierten OTP-Speicher-Arrays wurden in der Umgebung mindestens seit 1969, mit ersten Antifuse-Bit-Zellen abhängig weht ein Kondensator zwischen der Kreuzung Leitbahnen. Texas Instruments entwickelte ein MOS-Gate-Oxid-Durchbruchs Antifuse 1979 A Dual-Gate-Oxid-Zwei-Transistor-Antischmelz MOS wurde 1982 Frühe Oxiddurchbruch Technologien eingeführt, zeigte eine Vielzahl von Skalierungs, Programmierung, Größe und Herstellungsprobleme, die Volumenproduktion verhindert Speichereinrichtungen auf der Basis dieser Technologie.

Obwohl Antifuse OTP ist seit Jahrzehnten zur Verfügung, war es nicht in Standard-CMOS, bis 2001, als Kilopass Technology Inc. patentierten 1T, 2T und 3,5 t Antifuse-Bit-Technologien mit einem Standard-CMOS-Prozess, der die Integration der PROM in logische CMOS-Chips . Der erste Prozess Knoten Antisicherung in Standard-CMOS implementiert werden 0,18 um. Da der Durchbruch Gox kleiner als der Übergangsdurchbruch ist, wurden spezielle Diffusionsschritte erforderlich, um die Antifuse Programmierelement zu schaffen. Im Jahr 2005 wurde ein Split-Kanal-Antisicherungsvorrichtung durch Sidense eingeführt. Diese Split-Kanal-Bit-Zelle kombiniert die dicken und dünnen Oxid-Geräte in einem Transistor mit einem gemeinsamen Polysilizium-Gate.

Programmierung

Eine typische PROM kommt mit alle Bits zu lesen als "1". Brennen einer Sicherungs Bit während der Programmierung verursacht, wird das Bit auf "0" zu lesen. Der Speicher kann nur einmal nach der Herstellung von "Blasen" der Sicherungen, die ein unumkehrbarer Prozess ist, programmiert werden. Schlag eines Sicherungs öffnet eine Verbindung, während der Programmierung einer Antifuse eine Verbindung schließt. Während es unmöglich, "unblow" der Sicherungen ist, ist es oft möglich, den Inhalt des Speichers nach der ersten Programmierung durch Einblasen zusätzlichen Sicherungen, Änderung einiger Rest "1" Bits im Speicher auf "0" s ändern.

Das Bit-Zelle durch Anlegen eines Hochspannungsimpulses im Normalbetrieb über das Gate und Substrat des dünnen Oxids Transistor zum Abbau der Oxidschicht zwischen dem Gate und dem Substrat nicht auf, programmiert. Die positive Spannung an das Gate des Transistors bildet einen Inversionskanal in dem Substrat unterhalb des Gates, wodurch ein Tunnelstrom durch das Oxid fließt. Der Strom erzeugt zusätzliche Fallen in dem Oxid, eine Erhöhung des Stroms durch das Oxid und schließlich Schmelzen des Oxids und Ausbilden eines leitenden Kanals vom Gate zum Substrat. Die erforderlich ist, um den leitfähigen Kanal zu bilden Strom ist etwa 100 uA / 100nm2 und der Durchschlag erfolgt in ungefähr 100 us oder weniger.

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