EEPROM

3. EEPROM의 작동 원리 및 구조

EEPROM은 인터페이스에 따라 직렬 버스와 병렬 버스로 나뉜다.

• 직렬 버스는 보통 SPI, I²C, 1-Wire 인터페이스를 사용하며 8핀 패키지로 구성된다. 동작에는 OP-Code, 주소, 데이터의 3단계가 필요하다.
• 병렬 버스는 보통 8비트 데이터 버스를 사용하며 칩 셀렉트와 쓰기 방지 핀을 가지고 있다. 단순하고 빠르게 작동하지만 크기가 크고 핀 수(32개 이상)가 많다.

3. 1. 작동 원리

4. 종류 및 인터페이스

EEPROM은 인터페이스에 따라 직렬 버스와 병렬 버스로 나뉜다. 직렬 버스는 SPI, I²C, 원-와이어 등의 인터페이스를 사용하며 8핀 패키지로 구성되는 경우가 많다. 병렬 버스는 8비트 데이터 버스를 사용하며 칩 선택 및 쓰기 방지 핀을 가지고 있어 단순하고 빠르게 작동하지만, 크기가 크고 핀 수가 32개 이상으로 많다는 단점이 있다. EEPROM은 모뎀, 비디오 카드, 메인보드, SCSI 컨트롤러 등에서 사용된다.

4. 1. 직렬 버스

5. 응용 분야

EEPROM은 모뎀, 비디오 카드, 메인보드, SCSI 컨트롤러 등에서 설정 정보를 저장하는 데 사용된다. 모뎀의 경우 사용자가 AT 명령으로 설정한 상태가 전원이 꺼졌다 켜진 후에도 유지되는데, 이는 EEPROM이 그 상태를 저장하기 때문이다. 대부분의 비디오 카드, 메인보드, SCSI 컨트롤러 등에서 점퍼 없이 설정 상태를 저장하기 위해 EEPROM을 사용한다.

실시간 시계, 디지털 가변 저항, 디지털 온도 센서 등과 같은 제품에는 정전 시 사용 가능한 교정 정보 또는 기타 데이터를 저장하기 위해 소량의 EEPROM이 사용될 수 있다.

또한 외부 및 내부 플래시 메모리를 사용하기 전에 비디오 게임 카트리지에서 게임 진행 상황과 구성을 저장하는 데 사용되었다.

6. 한계 및 보안

6. 1. 한계

6. 2. 보안

7. 관련 기술

플래시 메모리는 EEPROM의 후속 기술이다. 업계에서는 EEPROM이라는 용어를 바이트 단위로 지울 수 있는 메모리에 사용하고, 블록 단위로 지울 수 있는 플래시 메모리와 구분하는 관례가 있다. EEPROM은 동일한 용량의 플래시 메모리보다 더 많은 다이 면적을 차지하는데, 이는 각 셀이 일반적으로 읽기, 쓰기 및 지우기 트랜지스터가 필요하지만 플래시 메모리의 지우기 회로는 대규모 셀 블록(일반적으로 512×8)에서 공유되기 때문이다.^[43]

FeRAM 및 MRAM과 같은 새로운 비휘발성 메모리 기술은 일부 응용 분야에서 EEPROM을 천천히 대체하고 있지만, 가까운 미래에는 EEPROM 시장의 작은 부분을 차지할 것으로 예상된다.^[43]

8. EPROM, EEPROM, 플래시 메모리 비교

EEPROM은 전기적으로 지울 수 있는 PROM으로, 칩의 한 핀에 전기적 신호를 가해 데이터를 지운다. 별도의 이레이저 없이 롬 라이터를 사용해 쓰고 지울 수 있다. 하지만 한 번에 1바이트씩만 지울 수 있어 플래시 메모리보다 속도가 느리고, 반복 기록 횟수도 약 10만 번으로 제한된다.

EEPROM은 인터페이스에 따라 직렬 버스와 병렬 버스로 나뉜다. 직렬 버스는 보통 SPI, I²C, 1-Wire 인터페이스를 사용하며, 8핀 패키지로 구성된다. 병렬 버스는 8비트 데이터 버스를 사용하며, 칩 셀렉트와 쓰기 방지 핀을 가진다. 병렬 버스는 빠르지만 크기가 크고 핀 수가 많다.

EEPROM은 모뎀, 비디오 카드, 메인보드, SCSI 컨트롤러 등에 사용된다. 예를 들어, 모뎀은 사용자가 설정한 AT 명령을 EEPROM에 저장하여 전원을 껐다 켜도 유지한다.

EPROM과 EEPROM의 주요 차이점은 메모리를 프로그래밍하고 지우는 방식이다. EEPROM은 전계 전자 방출(업계에서는 "Fowler-Nordheim 터널링"으로 더 잘 알려져 있음)을 사용하여 전기적으로 프로그래밍하고 지울 수 있다. 반면, EPROM은 전기적으로 지울 수 없으며, 핫 캐리어 주입을 통해 플로팅 게이트에 프로그래밍된다. EPROM을 지우는 방식은 자외선 광원을 사용하지만, 실제로는 많은 EPROM이 자외선에 불투명한 플라스틱으로 캡슐화되어 있어 "일회용 프로그래밍 가능"하게 된다.

플래시 메모리는 EEPROM의 일종으로, 블록 단위로 데이터를 지워 EEPROM보다 칩 면적을 줄일 수 있다. 업계에서는 바이트 단위 소거 장치를 EEPROM, 블록 단위 소거 장치를 플래시 메모리라고 부르는 경우가 많다.^[2]

FeRAM, MRAM과 같은 새로운 비휘발성 메모리 기술이 EEPROM을 점차 대체하고 있다.^[3]

^[1]

9. EEPROM 제조사

1970년대 주요 반도체 제조사들은 전기적으로 재프로그래밍 가능한 비휘발성 장치를 연구, 발명 및 제조했다. 다음은 주요 EEPROM 제조사 목록이다.^{[15][16][17][18][19][20][21][22][23]}

참조

_[1] 웹사이트 TN-04-42: Memory Module Serial Presence-Detect https://www.micron.c[...] Micron Technology 2002
_[2] 웹사이트 serial presence detect (SPD) https://whatis.techt[...] 2015-07
_[3] 논문 Proposal of electrically reprogrammable non-volatile semiconductor memory The Japan Society of Applied Physics 1971-09-01
_[4] 논문 Electrically reprogrammable nonvolatile semiconductor memory 1972
_[5] 논문 Electrically alterable avalanche-injection-type MOS READ-ONLY memory with stacked-gate structure 1976
_[6] 논문 Electrically erasable and reprogrammable read-only memory using the n-channel SIMOS one-transistor cell 1977
_[7] 논문 Nonvolatile Semiconductor Memory https://www.jstage.j[...] 1974-07-19
_[8] 간행물 Method of forming self-aligned field effect transistor and charge-coupled device https://patents.goog[...]
_[9] 논문 Avalanche injection type mos memory https://patents.goog[...] 1972-08-31
_[10] 간행물 Non-volatile semiconductor storage device utilizing avalanche injection and extraction of stored information https://patents.goog[...]
_[11] 간행물 Non-volatile semiconductor memory device https://patents.goog[...]
_[12] 웹사이트 EEPROM https://www.tmdn.org[...]
_[13] 웹사이트 Reg. No.1342184 – LIVE – REGISTRATION – Issued and Active https://www.j-platpa[...]
_[14] 서적 Advanced Materials Innovation: Managing Global Technology in the 21st century https://books.google[...] John Wiley & Sons 2016
_[15] 논문 Electrically reprogrammable nonvolatile floating gate semi-conductor memory device and method of operation https://patents.goog[...] 1973-05-18
_[16] 논문 US3836992A; Electrically erasable floating gate fet memory cell http://pdfpiw.uspto.[...] United States Patent and Trademark Office 1973-03-16
_[17] 논문 Electrically alterable floating gate device and method for altering same https://patents.goog[...] 1973-10-19
_[18] 논문 Erasable floating gate device https://patents.goog[...] 1973-02-26
_[19] 논문 Non-volatile semiconductor memory device https://patents.goog[...] 1974-12-27
_[20] 논문 Atmos—An electrically reprogrammable read-only memory device 1974
_[21] 논문 Erasable and electrically reprogrammable read-only memory using the N-channel SIMOS one-transistor cell 1975
_[22] 논문 Semiconductor memory cell https://patents.goog[...] 1975-09-08
_[23] 논문 DIFMOS—A floating-gate electrically erasable nonvolatile semiconductor memory technology 1977
_[24] 간행물 Storage field effect transistors https://patents.goog[...]
_[25] 웹사이트 1027459330501acc.pdf http://archive.compu[...] 2015-02-05
_[26] 논문 Threshold-alterable Si-gate MOS devices 1977-05
_[27] 논문 Electrically erasable and reprogrammable read-only memory using the n-channel SIMOS one-transistor cell 1977-05
_[28] 웹사이트 Electrically programmable and electrically erasable MOS memory cell https://patents.goog[...] 1977-03-17
_[29] 웹사이트 Electrically programmable and erasable MOS floating gate memory device employing tunneling and method of fabricating same https://patents.goog[...] 1978-12-15
_[30] 서적 Electronic Inventions and Discoveries: Electronics from Its Earliest Beginnings to the Present Day https://books.google[...] Elsevier 2013
_[31] 서적 1980 IEEE International Solid-State Circuits Conference. Digest of Technical Papers 1980
_[32] 서적 19th International Reliability Physics Symposium 1981
_[33] 서적 2816A-2 PDF Datasheet - Intel Corporation - Datasheets360.com http://www.datasheet[...] Intel 1983-10
_[34] 웹사이트 Seeq Technology » AntiqueTech http://www.antiquete[...]
_[35] 논문 Remembering the PROM knights of Intel http://www.eetimes.c[...] 2002-07-02
_[36] 서적 Atmel AT28C16 datasheet http://cva.stanford.[...] 1998-10
_[37] 서적 Ciarcia's Circuit Cellar https://books.google[...] Circuit Cellar 1981
_[38] 간행물 Data Remanence in Semiconductor Devices http://static.usenix[...] IBM T. J. Watson Research Center 2001-08-15
_[39] 웹사이트 Fabrication of Floating Gate MOS (FLOTOX) https://www.slidesha[...] 2017-10-24
_[40] 웹사이트 SEE Sensitivities of Selected Advanced Flash and First-In-First-Out Memories http://www.ti.com/pd[...] The Aerospace Corporation
_[41] 서적 CMOS Process Variations EEPROM Fabrication Technology https://people.rit.e[...] Microelectronic Engineering, Rochester Institute of Technology 2012-02-22
_[42] 서적 Basics of Nonvolatile Semiconductor Memory Devices
_[43] 웹사이트 US Patent 5856222: Method of fabricating a high density EEPROM cell https://patents.goog[...] National Semiconductor Corp. 1997-05-05
_[44] 학회자료 2017 Euromicro Conference on Digital System Design (DSD) 2017
_[45] 웹사이트 Breaking copy protection in microcontrollers https://www.cl.cam.a[...]
_[46] 웹사이트 Frequently Asked Questions -ROHM Semiconductor http://www.rohm.com/[...]
_[47] 문서 System Integration - From Transistor Design to Large Scale Integrated Circuits
_[48] 웹사이트 EEPROM http://www.tech-faq.[...]
_[49] 웹사이트 Seeq Technology http://www.antiquete[...]
_[50] 간행물 Remembering the PROM knights of Intel http://www.eetimes.c[...] 2007-02-08
_[51] 웹사이트 FAQ EEPROMとは？ http://www.rohm.co.j[...]
_[52] 문서 System Integration - From Transistor Design to Large Scale Integrated Circuits
_[53] url http://www.freepaten[...]
_[54] 웹인용 보관된 사본 http://archive.compu[...] 2016-08-20