Conservation des données sur un microcontrôleur

À la lecture de la fiche technique de l'attiny13, il indique qu'il peut conserver ses données pendant 20 ans à 85 degrés Celsius et 100 ans à 25 degrés Celsius.

• Est-ce indépendamment de la lecture et de l'écriture sur le micro, par exemple, je l'éteins et le garde à une température constante de 85 degrés Celsius pendant 20 ans et il perdra ses données?
• Comment peut-il "perdre" ses données? Je ne vois pas ce concept.
• De plus, quelle est l'unité ppm (parties par million?) Qui est mentionnée à la page 6 dans la section de conservation des données, mais je ne comprends pas de quoi elle parle. Je l'ai vu régulièrement en parlant d'oscillateurs à cristal, mais je ne comprends pas pourquoi il est utilisé.

La mémoire flash, comme l'EEPROM, stocke ses informations dans des portes dites flottantes . Les FET à portes normales (MOS) ont une connexion externe par laquelle le FET est activé et désactivé (pour les MOSFET intégrés, ce serait une connexion à couche métallique). Les portes flottantes n'ont pas cette connexion de broche ou de couche métallique. Ils sont complètement isolés dans SiO au-dessus du canal du MOSFET, et à> cm SiO est l'un des meilleurs isolants que vous puissiez obtenir. 10 14 Ω $_2$$10^{14} \Omega$$_2$

Comme les MOSFET traditionnels, ils activent le canal lorsqu'ils portent une charge. Mais comment sont-ils alors programmés? Par un effet quantique appelé tunneling qui est induit par l'application d'un champ électrique entre le canal et une grille de commande. La technologie est donc appelée FLOTOX , abréviation de "FLOating-gate Tunnel OXide", comparable à FAMOS ("Floating-gate Avalanche injection Metal Oxide Semiconductor") utilisé dans les anciennes EPROM effaçables aux UV.
(Je ne peux pas expliquer le tunneling en détail ici; les effets quantiques défient toute logique. Quoi qu'il en soit, il s'appuie fortement sur les statistiques).

Votre première question est en fait double: 1) puis-je effectuer des lectures et des écritures illimitées, et 2) conserve-t-il les données lorsque l'appareil n'est pas utilisé (durée de conservation)?
Pour commencer par le premier: non, vous ne pouvez pas. Vous pouvez le lire un nombre illimité de fois, mais les cycles d'écriture sont limités. La fiche technique dit 10 000 fois. Le nombre limité de cycles est causé par les porteurs de charge laissés dans la grille flottante après l'effacement, dont le nombre à la fin devient si grand que la cellule ne peut plus être effacée.
Va-t-il conserver ses données pendant 20 ans même sans électricité? Oui, c'est ce que dit la fiche technique. Les calculs MTTF (Mean Time To Failure) (encore une méthode statistique) prévoient moins de 1 partie par million d' erreurs. C'est ce que signifie le ppm.

une note sur MTTF
MTTF signifie Mean Time To Failure , qui est différent de MTBF (Mean Time Between Failures). MTBF = MTTF + MTTR (temps moyen de réparation). Logique.
Les gens utilisent souvent le terme MTBF quand ils signifient réellement MTTF. Dans de nombreuses situations, il n'y a pas beaucoup de différence, comme lorsque le MTTF est de 10 ans et le MTTR de 2 heures. Mais les microcontrôleurs défaillants ne sont pas réparés, ils sont remplacés, donc ni MTTR ni MTBF ne veulent rien dire ici.

Atmel cite des erreurs de 1 ppm après 100 ans. Il est évident que l'AVR n'est pas en production depuis si longtemps, alors comment arriveraient-ils à ce chiffre? Il y a un malentendu persistant que ce serait simplement une chose linéaire: 1 appareil défectueux après 1000 000 heures serait le même que 1 appareil défectueux par 1000 heures dans une population de 1000 appareils. 1000 x 1000 = 1000 000, non? Ce n'est pas comme ça que ça marche! Ce n'est pas linéaire. Vous pouvez parfaitement avoir des erreurs après 1 million d'heures, et aucune après mille, même avec une population d'un million! Les calculs MTTF prennent en compte toutes sortes d'effets susceptibles d'influencer la fiabilité du produit et fixent un temps pour chacun d'eux. Des méthodes statistiques sont ensuite utilisées pour prédire quand le produit finira par tomber en panne. Voir également "

(Oubliez l'erreur de Wikipedia sur MTBF. C'est faux.)

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La question de Federico si le 1 ppm se réfère à des appareils ou des cellules est justifiée. La fiche technique ne dit pas, mais je suppose que c'est 1 cellule de données défectueuse par million. Pourquoi? S'il s'agissait d'appareils, vous obtiendriez de plus mauvais chiffres pour les appareils avec de plus grandes tailles de Flash, et ils sont les mêmes pour 1k que pour 16k. De plus, 100 ans, c'est extrêmement long. Je serais surpris de voir que 999 999 appareils sur 1 million fonctionnent toujours.

images volées sans vergogne ici

Ce type de mémoire stocke les données sous forme de petites charges sur des portes FET isolées. Cela maintient essentiellement la porte FET à une tension haute ou basse. Une autre façon de voir la même chose est que le 1 ou 0 est stocké sous forme de tension sur un condensateur connecté à une porte FET.

Le stockage des charges n'est pas permanent. Finalement, suffisamment de charge fuira pour que l'état d'origine du bit ne puisse plus être déterminé de manière fiable. Une température plus élevée facilite un peu la fuite de la charge, c'est pourquoi la spécification de conservation des données est plus courte à température élevée.

Quant au ppm, oui, c'est "parties par million". C'est le même concept que le pourcentage, ce qui est juste une autre façon de dire les parties par cent. 100ppm = .01% = .0001

Dans l'attiny (ainsi que de nombreux autres uC), les données «permanentes» sont stockées dans la mémoire flash - qui est essentiellement un transistor spécial qui peut «piéger» la charge (comme un condensateur). L'astuce est qu'il n'y a pas de «fil» se connectant à ce condensateur - donc ils ne peuvent que le charger ou le décharger - via un tunnel quantique. Cela signifie que ses décharges sont vraiment très lentes et qu'il est assez difficile de les charger / décharger (chacune de ces charges / décharges endommage le transistor, c'est pourquoi elle est limitée à 10k effaces).

La vitesse de cette décharge est déterminée empiriquement, et vous la voyez dans la fiche technique.

Mais c'est une valeur `` typique '' - vous pouvez obtenir des temps de rétention des données beaucoup plus élevés et plus bas - cela peut devenir un peu aléatoire. Il n'y a aucun moyen exact de savoir à l'avance quand les données devraient disparaître. C'est pourquoi vous voyez cette approximation dans la fiche technique + estimation combien d'appareils seront pires que cette estimation.