製品総括 – 電気的に消去可能なプログラム可能な読み取り専用メモリ

EEPROMのプログラミングまたは消去は、特殊なプログラミング信号を使用して回路内で実行できます。EEPROMの利点としては、マルチバイト ページ操作が可能であること、ピン数が少ないこと、パッケージが小さいこと、低電圧動作、低消費電力であることが挙げられます。EEPROMの寿命は、再プログラムが数回しかできなかったのに対し、最新のEEPROMでは最大100万回の書き込み操作が可能となり、劇的に延びています。ボードスペースを節約するために、シリアルEEPROMをロジック デバイスに統合して、ボード上に高い信頼性を維持しながらスペースとシステム全体のコストを節約することができます。

しかしながら、これらのデバイスには課題がないわけではない。電子システムは大きくなるどころか、ますます小型の基板上に搭載され続けています。EEPROMに必要なプログラミングおよびサポート回路によりシステム全体のコストが増加しますが、ボード デバイスの数が減るほど総消費電力が低くなり、信頼性が高まります。また、EEPROMは時間の経過とともに時代遅れになり、プロセス技術の進歩により時間のかかる再設計が必要になる場合があります。

EEPROMには、シリアルとパラレルの2つの主なカテゴリがあります。

シリアルEEPROMはシリアル インターフェイスを介して通信し、オペコード、アドレス、およびデータ フェーズで動作します。これら3つのインターフェースは1 ～ 4つの制御信号を使用して動作するため、EEPROMには最大8ピンのパッケージが必要です。これらのEEPROMは、プログラム、セクター消去、チップ消去コマンドに加え、いくつかの読み取り/書き込み操作をサポートします。

一例として、Atmel AT24C32E-SSHM-BシリアルEEPROMが挙げられます。これは、1.7 V ～ 3.6 Vの低電圧動作、100 kHzの標準モード、1.7 V ～ 3.6 Vでの400 kHzの高速モード、2.5 V ～ 3.6 Vでの1 MHz高速モード プラス (FM+) を特徴とするI2C互換の表面実装デバイスです。また、ノイズ抑制のためのシュミット トリガー フィルター入力、双方向データ転送プロトコル、フル アレイ ハードウェア データ保護のための書き込み保護ピン、超低アクティブ電流 (最大1 mA) およびスタンバイ電流 (最大0.8 μA) も備えています。高い信頼性、書き込みサイクルの耐久性、100年のデータ保持を特徴としています。アプリケーションには、低電力および低電圧動作が必要な多くの産業用および商業用アプリケーションが含まれます。

 図1: Atmel AT24C32E-SSHM-BシリアルEEPROMブロック図。(出典: Atmel)

シリアルEEPROMのもう1つの例として、1.7 Vまたは2.5 Vで動作するMicrochip 24LC04BT-I/SN16KVAO EEPROMがあります。低電力CMOSテクノロジに基づいており、読み取り電流は1 mA (標準)、スタンバイ電流は1 μA (標準) です。また、ノイズ抑制のためのシュミット トリガー入力、グラウンド バウンスを排除する出力スロープ制御、100 kHzおよび400 kHzクロック互換性も備えています。デバイスのESD保護は4,000 V以上です。消去/書き込みサイクルは100万回以上、データ保持期間は200年以上です。用途には産業用および自動車用が含まれます。

比較すると、パラレルEEPROMは、パラレル インターフェイスを介して通信する不揮発性メモリであり、8ビットのデータ バスと、メモリ全体をカバーするのに十分な幅のアドレス バスを備えています。ほとんどのパラレルEEPROMには、チップ選択ピンと書き込み保護ピンが備わっています。マイクロコントローラには並列EEPROMを統合できます。シリアルEEPROMよりも高速ですが、ピン数が多く (28ピン以上)、サイズも大きくなります。そのため、最終製品のフォーム ファクタが小さくなると、あまり使用されなくなります。

一例として、e2vの5962-8751408XAパラレル64 Kビット8K x 8 5 V 28ピンEEPROMが挙げられます。この製品の標準的な動作電源電圧は5 V、動作電流は80 mAです。10年間のデータ保持、スルーホール実装、28ピン数を特徴としています。