ईईपीरोम

ईईपीरोम(जिसे E भी कहा जाता है)2PROM) का कारण विद्युत रूप से मिटाने योग्य प्रोग्रामयोग्य रीड-ओनली मेमोरी है और यह कंप्यूटर में उपयोग की जाने वाली प्रकार की गैर-वाष्पशील मेमोरी है, जो सामान्यतः स्मार्ट कार्ड और रिमोट कीलेस प्रणाली जैसे माइक्रोकंट्रोलर में या स्टोर करने के लिए भिन्न चिप डिवाइस के रूप में एकीकृत होती है। व्यक्तिगत बाइट्स को मिटाने और पुन: प्रोग्राम करने की अनुमति देकर अपेक्षाकृत कम मात्रा में डेटा।

ईईपीरोमs को फ्लोटिंग-गेट ट्रांजिस्टर की सारणी के रूप में व्यवस्थित किया जाता है। ईईपीरोमको विशेष प्रोग्रामिंग सिग्नल प्रयुक्त करके इन-परिपथ प्रोग्राम और मिटाया जा सकता है। मूल रूप से, ईईपीरोमs एकल-बाइट संचालन तक सीमित थे, जिससे वह धीमे हो गए, किन्तु आधुनिक ईईपीरोमs मल्टी-बाइट पृष्ठ संचालन की अनुमति देते हैं। ईईपीरोममें मिटाने और पुन:प्रोग्रामिंग के लिए सीमित जीवन होता है, जो अभी आधुनिक ईईपीरोममें दस लाख ऑपरेशन तक पहुंच गया है। ईईपीरोममें जिसे बार-बार पुन: प्रोग्राम किया जाता है, ईईपीरोमका जीवन महत्वपूर्ण डिज़ाइन विचार है।

फ़्लैश मेमोरी प्रकार की ईईपीरोमहै जिसे उच्च गति और उच्च घनत्व के लिए डिज़ाइन किया गया है, बड़े मिटाने वाले ब्लॉक (सामान्यतः 512 बाइट्स या बड़े) और सीमित संख्या में लिखने के चक्र (अधिकांशतः 10,000) की कीमत पर। दोनों को विभाजित करने वाली कोई स्पष्ट सीमा नहीं है, किन्तु ईईपीरोमशब्द का उपयोग सामान्यतः छोटे मिटाने वाले ब्लॉक (एक बाइट जितना छोटा) और लंबे जीवनकाल (सामान्यतः 1,000,000 चक्र) के साथ गैर-वाष्पशील मेमोरी का वर्णन करने के लिए किया जाता है। अनेक पिछले माइक्रोकंट्रोलर्स में दोनों (फर्मवेयर के लिए फ्लैश मेमोरी और मापदंडों के लिए छोटा ईईपीरोम) सम्मिलित थे, चूंकि आधुनिक माइक्रोकंट्रोलर्स का रुझान फ्लैश का उपयोग करके ईईपीरोम का अनुकरण (कंप्यूटिंग) करना है।

2020 तक, फ्लैश मेमोरी की निवेश बाइट-प्रोग्रामेबल ईईपीरोमसे बहुत कम है और यह प्रमुख मेमोरी प्रकार है जहां किसी प्रणाली को महत्वपूर्ण मात्रा में गैर-वाष्पशील ठोस अवस्था भंडारण की आवश्यकता होती है। चूँकि, ईईपीरोमs का उपयोग अभी भी उन अनुप्रयोगों पर किया जाता है जिनके लिए केवल थोड़ी मात्रा में भंडारण की आवश्यकता होती है, जैसे कि सीरियल उपस्थिति का पता लगाना।

इतिहास
1970 के दशक की शुरुआत में, विद्युतीय रूप से पुन: प्रोग्राम करने योग्य गैर-वाष्पशील मेमोरी के लिए कुछ अध्ययन, आविष्कार और विकास विभिन्न कंपनियों और संगठनों द्वारा किए गए थे।1971 में, सबसे प्रारंभिक शोध सूची जापान में टोक्यो में सॉलिड-स्टेट इलेक्ट्रॉनिक्स पर तीसरे सम्मेलन में इलेक्ट्रोटेक्निकल प्रयोगशाला में यासुओ तारुई, युताका हयाशी और कियोको नागाई द्वारा प्रस्तुत की गई थी; जापानी राष्ट्रीय अनुसंधान संस्थान। उन्होंने 1972 में ईईपीरोमडिवाइस का सेमीकंडक्टर डिवाइस निर्माण किया, और इस अध्ययन को 10 वर्षों से अधिक समय तक जारी रखा। इन दस्तावेज़ों को पश्चात् के दस्तावेज़ों और पेटेंटों द्वारा बार-बार उद्धृत किया गया है।

उनके शोध अध्ययन में मोनोस ( धातु -ऑक्साइड-नाइट्राइड-ऑक्साइड- अर्धचालक ) विधि सम्मिलित है,

जिसमें सिंगल-चिप माइक्रोकंट्रोलर में एकीकृत रेनेसा इलेक्ट्रॉनिक्स की फ्लैश मेमोरी का उपयोग किया गया था।

1972 में, तोशिबा में फुजियो मासुओका द्वारा प्रकार की विद्युतीय रूप से पुन: प्रोग्राम करने योग्य गैर-वाष्पशील मेमोरी का आविष्कार किया गया था, जिन्हें फ्लैश मेमोरी के आविष्कारक के रूप में भी जाना जाता है।

अधिकांश प्रमुख अर्धचालक निर्माता, जैसे तोशीबा, सान्यो (पश्चात् में, सेमीकंडक्टर पर),

आईबीएम,

इंटेल,

एनईसी (पश्चात् में, रेनेसा इलेक्ट्रॉनिक्स),

फिलिप्स  (पश्चात् में, एनएक्सपी सेमीकंडक्टर),

सीमेंस (पश्चात् में, इन्फिनियॉन टेक्नोलॉजीज),

हनीवेल (पश्चात् में, एटमेल),

टेक्सस उपकरण,

1977 तक कुछ विद्युतीय रूप से पुन: प्रोग्राम करने योग्य गैर-वाष्पशील उपकरणों का अध्ययन, आविष्कार और निर्माण किया गया।

इन उपकरणों का सैद्धांतिक आधार एवलांच ब्रेकडाउन गर्म वाहक इंजेक्शन है। किन्तु सामान्यतः, 1970 के दशक की शुरुआत में ईपीरोम सहित प्रोग्रामयोग्य यादों में विश्वसनीयता और सहनशक्ति संबंधी समस्याएं थीं, जैसे डेटा प्रतिधारण अवधि और मिटाने/लिखने के चक्रों की संख्या।

1975 में, एनईसी की सेमीकंडक्टर संचालन इकाई, पश्चात् में एनईसी इलेक्ट्रॉनिक्स, वर्तमान में रेनेसा इलेक्ट्रॉनिक्स, ने जापान पेटेंट कार्यालय में ट्रेडमार्क नाम ईईपीरोम® प्रयुक्त किया।

1978 में, यह ट्रेडमार्क अधिकार प्रदान किया गया और जापान में No.1,342,184 के रूप में पंजीकृत किया गया, और मार्च 2018 तक अभी भी जीवित है।

फरवरी 1977 में, ह्यूजेस एयरक्राफ्ट कंपनी में एलियाहौ हरारी ने फ्लोटिंग-गेट मॉसफेट|फ्लोटिंग-गेट और वेफर (इलेक्ट्रॉनिक्स) के मध्य पतली सिलिकॉन डाइऑक्साइड परत के माध्यम से फील्ड इलेक्ट्रॉन उत्सर्जन#फाउलर-नॉर्डहेम टनलिंग|फाउलर-नॉर्डहेम टनलिंग का उपयोग करके नई ईईपीरोमविधि का आविष्कार किया। ).

ह्यूजेस ने इस नए ईईपीरोमउपकरणों का उत्पादन किया।

किन्तु यह पेटेंट

ईईपीरोमप्रौद्योगिकी और एनईसी के ईईपीरोम® आविष्कार में IBM के योगदान का हवाला दिया गया।

मई 1977 में, फेयरचाइल्ड कैमरा और उपकरण और सीमेंस द्वारा कुछ महत्वपूर्ण शोध परिणाम का खुलासा किया गया था। उन्होंने फ़ील्ड इलेक्ट्रॉन उत्सर्जन का उपयोग करने के लिए क्रमशः 30 Ångström|Å से कम सिलिकॉन डाइऑक्साइड की मोटाई के साथ SONOS (पॉलीसिलिकॉन-सिलिकॉन ऑक्सीनाइट्राइड-नाइट्राइड-ऑक्साइड-सिलिकॉन) संरचना और SIMOS (स्टैक्ड-गेट हॉट-कैरियर इंजेक्शन मॉसफेट) संरचना का उपयोग किया। फाउलर-नोर्डहाइम टनलिंग|फाउलर-नोर्डहेम टनलिंग हॉट-कैरियर इंजेक्शन।

1976 से 1978 के आसपास, जॉर्ज पेरलेगोस समेत इंटेल की टीम ने इस टनलिंग ई को उत्तम बनाने के लिए कुछ आविष्कार किए।2PROM तकनीक.

1978 में, उन्होंने पतली सिलिकॉन डाइऑक्साइड परत के साथ 16K (2K शब्द × 8) बिट इंटेल 2816 चिप विकसित की, जो 200 Ångström|Å से कम थी।

1980 में इस संरचना को सार्वजनिक रूप से फ्लोटॉक्स के रूप में प्रस्तुतकिया गया था; फ्लोटिंग-गेट मॉसफेट सुरंग जंक्शन ऑक्साइड।

फ्लोटॉक्स संरचना ने प्रति बाइट मिटाने/लिखने के चक्र की विश्वसनीयता में 10,000 गुना तक सुधार किया।

किन्तु इस उपकरण के लिए अतिरिक्त 20 की आवश्यकता थी22वी वीPP 5V रीड ऑपरेशंस को छोड़कर, बाइट इरेज़ के लिए बायस वोल्टेज सप्लाई।

1981 में, पेरलेगोस और 2 अन्य सदस्यों ने एटमेल#फाउंडिंग और 1980 के दशक के विकास के लिए इंटेल छोड़ दिया,

जो प्रोग्रामिंग ई के लिए आवश्यक उच्च वोल्टेज की आपूर्ति के लिए ऑन-डिवाइस चार्ज पंपों का उपयोग करता था2प्रोम.

1984 में, पेरलोगोस ने सीक टेक्नोलॉजी को छोड़कर एटमेल की स्थापना की, फिर सीक टेक्नोलॉजी को एटमेल द्वारा अधिग्रहित कर लिया गया।

फ्लोटॉक्स संरचना का सैद्धांतिक आधार
जैसा कि पूर्व अनुभाग में वर्णित है, पुराने ईईपीरोम उच्च ब्रेकडाउन वोल्टेज के साथ हिमस्खलन ब्रेकडाउन-आधारित हॉट-कैरियर इंजेक्शन पर आधारित हैं। किन्तु फ्लोटॉक्स का सैद्धांतिक आधार फील्ड इलेक्ट्रॉन उत्सर्जन # फाउलर-नॉर्डहाइम टनलिंग है। फ्लोटिंग-गेट मॉसफेट और वेफर के मध्य पतली सिलिकॉन डाइऑक्साइड परत के माध्यम से फाउलर-नॉर्डहाइम टनलिंग हॉट-कैरियर इंजेक्शन। दूसरे शब्दों में, यह सुरंग जंक्शन का उपयोग करता है। भौतिक घटना का सैद्धांतिक आधार भी आज की फ्लैश मेमोरी जैसा ही है। किन्तु प्रत्येक फ्लोटॉक्स संरचना अन्य रीड-कंट्रोल ट्रांजिस्टर के साथ संयोजन में है क्योंकि फ्लोटिंग गेट स्वयं केवल डेटा बिट को प्रोग्रामिंग और मिटा रहा है।

इंटेल की फ्लोटॉक्स डिवाइस संरचना ने ईईपीरोमविश्वसनीयता में सुधार किया, दूसरे शब्दों में, लिखने और मिटाने के चक्र की सहनशक्ति और डेटा अवधारण अवधि में सुधार किया। फ्लोटॉक्स के बारे में एकल-घटना परेशान |सिंगल-इवेंट प्रभाव के लिए अध्ययन की सामग्री उपलब्ध है।

आज, फ्लोटॉक्स डिवाइस संरचना का विस्तृत अकादमिक विवरण विभिन्न सामग्रियों में पाया जा सकता है।

आज की ईईपीरोमसंरचना
आजकल, ईईपीरोमका उपयोग एम्बेडेड माइक्रोकंट्रोलर के साथ-साथ मानक ईईपीरोमउत्पादों के लिए भी किया जाता है।

ईईपीरोमको अभी भी मेमोरी में समर्पित बाइट को मिटाने के लिए प्रति बिट 2-ट्रांजिस्टर संरचना की आवश्यकता होती है, जबकि फ्लैश मेमोरी में मेमोरी के क्षेत्र को मिटाने के लिए प्रति बिट 1 ट्रांजिस्टर संरचना की आवश्यकता होती है।

सुरक्षा सुरक्षा
क्योंकि ईईपीरोमविधि का उपयोग कुछ सुरक्षा गैजेटों के लिए किया जाता है, जैसे क्रेडिट कार्ड, सिम कार्ड, की-लेस एंट्री, आदि, कुछ उपकरणों में सुरक्षा सुरक्षा तंत्र होते हैं, जैसे कॉपी-प्रोटेक्शन।

इलेक्ट्रिकल इंटरफ़ेस
ईईपीरोमडिवाइस डेटा इनपुट/आउटपुट के लिए सीरियल या समानांतर इंटरफ़ेस का उपयोग करते हैं।

सीरियल बस डिवाइस
सामान्य सीरियल इंटरफ़ेस सीरियल पेरिफेरल इंटरफ़ेस बस, I²C, माइक्रोवायर, यूएनआई/ओ और 1-तार हैं। यह 1 से 4 डिवाइस पिन का उपयोग करते हैं और डिवाइस को 8 पिन या उससे कम वाले पैकेज का उपयोग करने की अनुमति देते हैं।

एक विशिष्ट ईईपीरोमसीरियल प्रोटोकॉल में तीन चरण होते हैं: Opcode|OP-कोड चरण, पता चरण और डेटा चरण। ओपी-कोड सामान्यतः ईईपीरोमडिवाइस के सीरियल इनपुट पिन का पहला 8 बिट इनपुट होता है (या अधिकांश I²C डिवाइस के साथ, यह अंतर्निहित होता है); इसके पश्चात् डिवाइस की गहराई के आधार पर 8 से 24 बिट एड्रेसिंग होती है, फिर डेटा पढ़ा या लिखा जाता है।

प्रत्येक ईईपीरोमडिवाइस में सामान्यतः विभिन्न कार्यों के लिए मानचित्र किए गए ओपी-कोड निर्देशों का अपना समूह होता है। सीरियल पेरिफेरल इंटरफ़ेस बस ईईपीरोमउपकरणों पर सामान्य संचालन हैं:
 * सक्षम लिखें (WRENAL)
 * अक्षम लिखें (डब्ल्यूआरडीआई)
 * स्थिति रजिस्टर पढ़ें (आरडीएसआर)
 * स्थिति रजिस्टर लिखें (डब्लूआरएसआर)
 * डेटा पढ़ें (पढ़ें)
 * डेटा लिखें (लिखें)

कुछ ईईपीरोमउपकरणों द्वारा समर्थित अन्य ऑपरेशन हैं:
 * कार्यक्रम
 * सेक्टर मिटाएँ
 * चिप मिटाने के आदेश

समानांतर बस उपकरण
समानांतर ईईपीरोमउपकरणों में सामान्यतः 8-बिट डेटा बस और एड्रेस बस होती है जो पूरी मेमोरी को कवर करने के लिए पर्याप्त होती है। अधिकांश उपकरणों में चिप सेलेक्ट और राइट प्रोटेक्ट पिन होते हैं। कुछ माइक्रोकंट्रोलर्स ने समानांतर ईईपीरोमको भी एकीकृत किया है।

सीरियल ईईपीरोमकी तुलना में समानांतर ईईपीरोमका संचालन सरल और तेज़ है, किन्तु यह डिवाइस उच्च पिन गिनती (28 पिन या अधिक) के कारण बड़े हैं और सीरियल ईईपीरोमया फ्लैश के पक्ष में लोकप्रियता में कमी आ रही है।

अन्य उपकरण
ईईपीरोममेमोरी का उपयोग अन्य प्रकार के उत्पादों में सुविधाओं को सक्षम करने के लिए किया जाता है जो पूरी तरह से मेमोरी उत्पाद नहीं हैं। वास्तविक समय की घड़ियां, डिजिटल तनाव नापने का यंत्र, डिजिटल सिलिकॉन बैंडगैप तापमान सेंसर जैसे उत्पादों में अंशांकन जानकारी या अन्य डेटा संग्रहीत करने के लिए छोटी मात्रा में ईईपीरोम हो सकता है जो बिजली हानि की स्थिति में उपलब्ध होने की आवश्यकता होती है। बाहरी और आंतरिक फ़्लैश मेमोरी के उपयोग से पहले, गेम की प्रगति और कॉन्फ़िगरेशन को सहेजने के लिए इसका उपयोग वीडियो गेम कारतूस पर भी किया जाता था।

विफलता मोड
संग्रहीत जानकारी की दो सीमाएँ हैं: सहनशक्ति और डेटा प्रतिधारण।

पुनर्लेखन के समय, फ्लोटिंग-गेट ट्रांजिस्टर में गेट ऑक्साइड धीरे-धीरे फंसे हुए इलेक्ट्रॉनों को जमा करता है। फंसे हुए इलेक्ट्रॉनों का विद्युत क्षेत्र फ्लोटिंग गेट में इलेक्ट्रॉनों को जोड़ता है, जिससे शून्य बनाम के लिए थ्रेसहोल्ड वोल्टेज के मध्य की खिड़की कम हो जाती है। पर्याप्त संख्या में पुनर्लेखन चक्रों के पश्चात्, अंतर पहचानने योग्य होने के लिए बहुत छोटा हो जाता है, कोशिका क्रमादेशित अवस्था में फंस जाती है, और सहनशक्ति विफलता हो जाती है। निर्माता सामान्यतः पुनर्लेखन की अधिकतम संख्या 1 मिलियन या उससे अधिक निर्दिष्ट करते हैं।

भंडारण के समय, फ्लोटिंग गेट में इंजेक्ट किए गए इलेक्ट्रॉन, विशेष रूप से बढ़े हुए तापमान पर, इंसुलेटर के माध्यम से बह सकते हैं, और चार्ज हानि का कारण बन सकते हैं, जिससे सेल मिटी हुई स्थिति में वापस आ सकता है। निर्माता सामान्यतः 10 साल या उससे अधिक के डेटा प्रतिधारण की गारंटी देते हैं।

संबंधित प्रकार
फ़्लैश मेमोरी ईईपीरोमका पश्चात् का रूप है। उद्योग में, ईईपीरोमशब्द को ब्लॉक-वार मिटाने योग्य फ्लैश मेमोरी की तुलना में बाइट-वार मिटाने योग्य यादों में आरक्षित करने की परंपरा है। ईईपीरोमसमान क्षमता के लिए फ्लैश मेमोरी की तुलना में अधिक डाई क्षेत्र घेरता है, क्योंकि प्रत्येक सेल को सामान्यतः पढ़ने, लिखने और मिटाने वाले ट्रांजिस्टर की आवश्यकता होती है, जबकि फ्लैश मेमोरी इरेज़ परिपथ को कोशिकाओं के बड़े ब्लॉक (अधिकांशतः 512×8) द्वारा साझा किया जाता है।

नई गैर-वाष्पशील मेमोरी प्रौद्योगिकियाँ जैसे कि फेरोइलेक्ट्रिक रैम और एमआरएएम धीरे-धीरे कुछ अनुप्रयोगों में ईईपीरोम की स्थान ले रही हैं, किन्तु निकट भविष्य में ईईपीरोम बाजार का छोटा सा हिस्सा बने रहने की उम्मीद है।

ईपीरोम और ईईपीरोम/फ्लैश के साथ तुलना
EPROM और ईईपीरोमके मध्य अंतर यह है कि मेमोरी कैसे प्रोग्राम करती है और मिटा देती है। ईईपीरोमक्षेत्र इलेक्ट्रॉन उत्सर्जन उत्सर्जन (उद्योग में सामान्यतः फाउलर-नॉर्डहाइम टनलिंग के रूप में जाना जाता है) का उपयोग करके विद्युत रूप से प्रोग्राम और मिटाया जा सकता है।

EPROMs को विद्युतीय रूप से मिटाया नहीं जा सकता है और इन्हें फ्लोटिंग गेट पर हॉट-कैरियर इंजेक्शन द्वारा प्रोग्राम किया जाता है। मिटाना पराबैंगनी प्रकाश स्रोत द्वारा होता है, चूंकि व्यवहार में अनेक ईपीरोम प्लास्टिक में संपुटित होते हैं जो यूवी प्रकाश के लिए अपारदर्शी होते हैं, जो उन्हें बार प्रोग्राम करने योग्य बनाते हैं।

अधिकांश एन.ओ.आर. फ्लैश मेमोरी हाइब्रिड शैली है - प्रोग्रामिंग हॉट-कैरियर इंजेक्शन के माध्यम से होती है और मिटाना फ़ील्ड इलेक्ट्रॉन उत्सर्जन के माध्यम से होता है | फाउलर-नॉर्डहाइम टनलिंग।

यह भी देखें

 * हिमस्खलन टूटना
 * डेटा फ़्लैश
 * ईपीरोम
 * फ्लैश मेमोरी
 * फ्लोटिंग-गेट मॉसफेट
 * इंटेल हेक्स - फ़ाइल स्वरूप
 * प्रोग्रामर (हार्डवेयर)
 * क्वांटम टनलिंग
 * एसआरईसी (फ़ाइल प्रारूप) - फ़ाइल प्रारूप
 * सुरंग जंक्शन
 * पढ़ें-अधिकतर स्मृति (आरएमएम)
 * पढ़ें-अधिकतर स्मृति (आरएमएम)

बाहरी संबंध

 * Gutmann (2001) papaer: "Data Remanence in Semiconductor Devices" | USENIX