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Electrically erasable programmable read-only memory

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EEPROM Silicon Storage Technology 39VF512.

La mémoire EEPROM (electrically erasable programmable read-only memory ou mémoire morte effaçable électriquement et programmable) (aussi appelée E2PROM ou E²PROM) est un type de mémoire morte. Une mémoire morte est une mémoire utilisée pour enregistrer des informations qui ne doivent pas être perdues lorsque l'appareil qui les contient n'est plus alimenté en électricité. La particularité de la mémoire EEPROM est qu'elle peut être facilement effacée et réécrite à l'aide d'un courant électrique.

Fonctionnement

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Le contenu de la mémoire EEPROM peut être facilement effacé et réécrit à l'aide d'un courant électrique.

Par exemple, quatre registres sont utilisés pour l'accès à la mémoire EEPROM d'un microcontrôleur PIC :

  • EEDATA contient la donnée.
  • EEADR contient l'adresse.
  • EECON1 (Figure ci-dessous) est le registre de contrôle de l'accès à l’EEPROM. Cinq bits permettent cet accès :
    • RD et WR initialisent la lecture ou l'écriture. Ils sont mis à 1 par le programme pour initier l'accès et mis à zéro par le système à la fin de l'accès.
    • WREN autorise (1) ou non (0) l'accès en écriture.
    • WRERR est mis à 1 par le système quand une opération d'écriture est interrompue par MCLR, reset ou le chien de garde.
    • EEIF est un drapeau d'interruption signalant la fin de l'écriture physique dans la mémoire EEPROM. Il doit être mis à 0 par le programme.
  • EECON2 joue un rôle spécifique lors de l'écriture.

Historique

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Mécanisme de recharge des mémoires flash de type NOR en 2020 (1 Å = 10 −10 m.
Mécanisme de décharge des mémoires flash de type NOR en 2020.

Au début des années 1970, plusieurs sociétés s'efforçaient de développer des composants mémoires permanentes reprogrammables électriquement : ainsi, dès 1971, Yasuo Tarui, Yutaka Hayashi et Kiyoko Nagai, chercheurs de l’Institut national des sciences et technologies industrielles avancées, présentèrent les plans d'un composant lors de la 3e Conférence des Solid State Devices, à Tokyo[1]. Leur prototype de mémoire permanente reprogrammable électriquement date de 1972[2],[3],[4], et ils poursuivirent leurs recherches sur ce composant pendant plus de 10 ans[5] ; mais ce circuit nécessitait encore l'adjonction de condensateurs[2].

En 1972, IBM breveta son propre circuit de mémoire permanente reprogrammable électriquement[6], puis un circuit à injection par avalanche de type MOS[7], pratiquement en même temps que Fujio Masuoka chez Toshiba[8], ouvrant la voie à la mémoire flash.

En 1974, NEC breveta un circuit mémoire électriquement effaçable[9] qu'elle déposa sous le nom d’EEPROM® auprès de l'Office japonais des brevets l'année suivante avec prise d'effet jusqu'en 1978[10],[11]. La limitation de ces mémoire à injection par avalanche tenait à la durée de stockage des données sans perte, et au nombre de cycle d'écriture/effacement[12].

La plupart des fabricants de semi-conducteurs de l'époque : Toshiba[8],[3], Sanyo (devenu ON Semiconductor)[13], IBM[14], Intel[15],[16], NEC (absorbé par Renesas Electronics)[17], Philips (devenu NXP Semiconductors)[18], Siemens (puis Infineon Technologies[19]), Honeywell (devenu Atmel[20]), Texas Instruments[21] ont développé ces mémoires permanentes reprogrammables jusqu'en 1977.

PROM versus EEPROM

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À la différence d'une mémoire PROM qui ne peut être programmée qu'une seule fois, une mémoire EEPROM peut être effacée et reprogrammée plusieurs fois (de 100 000 à 1 000 000 fois) et peut être lue un nombre illimité de fois.

EPROM versus EEPROM

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Alors qu'il faut la retirer de l'appareil et la soumettre à un rayonnement ultra-violet pour effacer la mémoire EPROM (aussi appelée UVEPROM), la mémoire EEPROM peut être effacée par un simple courant électrique sans qu'il soit nécessaire de la retirer de l'appareil qui la contient.

Les mémoires Flash

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Les mémoires Flash sont une variété de mémoire EEPROM rapide et effaçable par secteur complet, et non par case individuelle. On trouve plusieurs interfaces pour les adresser, série (24cxx) commandées par bus I2C, SPI… ou parallèles (29cxx), en 8/16/32 bits. C'est ce type de mémoire qui est utilisé dans les BIOS des cartes mères et dans des cartes électroniques où elles enregistrent des informations inhérentes à la carte comme l'adresse MAC, le nom du constructeur ou le type de produit. Elles servent également dans les cartes mémoires SD et CompactFlash, clés USB mais aussi dans les disques SSD.

Notes

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  1. ↑ (en) Y. Tarui, Y. Hayashi et K. Nagai, « Proposal of electrically reprogrammable non-volatile semiconductor memory », Proceedings of the 3rd Conference on Solid State Devices, Tokyo, The Japan Society of Applied Physics,‎ , p. 155Modèle:Endash162
  2. ↑ a et b (en) Y. Tarui, Y. Hayashi et K. Nagai, « Electrically reprogrammable nonvolatile semiconductor memory », IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol. 7, no 5,‎ , p. 369–375 (ISSN 0018-9200, DOI 10.1109/JSSC.1972.1052895, Bibcode 1972IJSSC...7..369T)
  3. ↑ a et b H. Iizuka, F. Masuoka, Taï Sato et M. Ishikawa, « Electrically alterable avalanche-injection-type MOS READ-ONLY memory with stacked-gate structure », IEEE Transactions on Electron Devices, vol. 23, no 4,‎ , p. 379–387 (ISSN 0018-9383, DOI 10.1109/T-ED.1976.18415, Bibcode 1976ITED...23..379I, S2CID 30491074)
  4. ↑ B.Rossler, « Electrically erasable and reprogrammable read-only memory using the n-channel SIMOS one-transistor cell », IEEE Transactions on Electron Devices, vol. 24, no 5,‎ , p. 606–610 (ISSN 0018-9383, DOI 10.1109/T-ED.1977.18788, Bibcode 1977ITED...24..606R, S2CID 33203267)
  5. ↑ Yasuo Tarui, Kiyoko Nagai et Yutaka Hayashi, « Nonvolatile Semiconductor Memory », Oyo Buturi, vol. 43, no 10,‎ , p. 990Modèle:Endash1002 (ISSN 2188-2290, DOI 10.11470/oubutsu1932.43.990, lire en ligne [PDF])
  6. ↑ Benjamin Agusta, Joseph J. Chang et Madhukar L. Joshi, « Method of forming self-aligned field effect transistor and charge-coupled device »,
  7. ↑ B. Agusta et J. Chang=, « Non-volatile semiconductor storage device utilizing avalanche injection and extraction of stored information »
  8. ↑ a et b Fujio Masuoka, « Avalanche injection type mos memory »,
  9. ↑ US4016588A, Ohya, Shuichi & Masanori Kikuchi, issued 1977-04-05 
  10. ↑ « EEPROM » [archive du ], sur TMview
  11. ↑ « Reg. No.1342184 [[:Modèle:Endash]] LIVE [[:Modèle:Endash]] REGISTRATION [[:Modèle:Endash]] Issued and Active »
  12. ↑ (en) Sanford L. Moskowitz, Advanced Materials Innovation: Managing Global Technology in the 21st century, John Wiley & Sons, (ISBN 9781118986097, "reliability%20problems"+EPROM+1970s&pg=PA187 lire en ligne)
  13. ↑ Yasuki Rai, Terutoshi Sasami, Yuzuru Hasegawa et Masaru Okazoe, « Electrically reprogrammable nonvolatile floating gate semi-conductor memory device and method of operation », sur Google Patents,
  14. ↑ Shakir A. Abbas, Conrad A. Barile, Ralph D. Lane et Peter T Liu., « Brevet US3836992A; Electrically erasable floating gate fet memory cell », sur United States Patent and Trademark Office, (version du sur Internet Archive)
  15. ↑ Bentchkowsky D. Frohman, « Electrically alterable floating gate device and method for altering same », sur Google Patents,
  16. ↑ Sunlin Tchou, « Erasable floating gate device »,
  17. ↑ Shuichi Ohya et Masanori Kikuchi, « Non-volatile semiconductor memory device »,
  18. ↑ J. F. Verwey et R. P. Kramer, « Atmos—An electrically reprogrammable read-only memory device », IEEE Transactions on Electron Devices, vol. 21, no 10,‎ , p. 631–636 (ISSN 0018-9383, DOI 10.1109/T-ED.1974.17981, Bibcode 1974ITED...21..631V)
  19. ↑ B. Roessler et R. G. Mueller, « Erasable and electrically reprogrammable read-only memory using the N-channel SIMOS one-transistor cell », Siemens Forschungs und Entwicklungsberichte, vol. 4, no 6,‎ , p. 345–351 (Bibcode 1975SiFoE...4..345R)
  20. ↑ S. Jack et T. Huang, « Semiconductor memory cell »,
  21. ↑ W. M. Gosney, « DIFMOS—A floating-gate electrically erasable nonvolatile semiconductor memory technology », IEEE Transactions on Electron Devices, vol. 24, no 5,‎ , p. 594–599 (ISSN 0018-9383, DOI 10.1109/T-ED.1977.18786, Bibcode 1977ITED...24..594G, S2CID 45636024)

Liens externes

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