マイクロコントローラーでのデータ保持

attiny13のデータシートを読むだけで、摂氏85度で20年、摂氏25度で100年のデータを保持できると書かれています。

• これは、たとえばマイクロの読み取りと書き込みに関係なく、オフにして、摂氏85度の一定温度で20年間保持すると、データが失われますか？
• どのようにしてデータを「失う」ことができますか？私はこの概念を見ることはできません。
• また、単位ppm（100万分の1）とは何ですか。6ページのデータ保持セクションで言及されていますが、その意味がわかりません。水晶発振器について話すとき、私はそれを定期的に見ましたが、なぜそれが使われたのか理解できません。

EEPROMのようなフラッシュメモリは、その情報をいわゆるフローティングゲートに格納します。（MOS）FETの通常のゲートには、FETのオンとオフを切り替える外部接続があります（内蔵MOSFETの場合、これは金属層接続になります）。フローティングゲートには、このピンまたは金属層の接続はありません。彼らは完全にSiOに絶縁座る2 MOSFETのチャネルの上、および>で10 14 ΩセンチにSiO 2は、あなたが得ることができる最高の絶縁体の一つです。 $_2$$10^{14} \Omega$$_2$

従来のMOSFETと同様に、電荷を運ぶとチャネルをオンにします。しかし、それらはどのようにプログラムされていますか？チャネルとコントロールゲートの間に電界をかけることによって誘発されるトンネリングと呼ばれる量子効果を通じて。したがって、このテクノロジーはFLOTOXと呼ばれ、「FLOating-gate Tunnel OXide」の略で、古いUV消去可能なEPROMで使用されているFAMOS（「Floating-gate Avalanche注入金属酸化物半導体」）に相当します。
（ここではトンネリングについて詳しく説明することはできません。量子効果は論理を無視します。とにかく統計に大きく依存しています）。

あなたの最初の質問は実際には二重の質問です：1）無制限の読み取りと書き込みを実行できますか？2）デバイスが使用されていないときにデータを保持しますか（保存期間）？
最初から始めるには、できません。何度でも読み取ることができますが、書き込みサイクルは限られています。データシートには10​​ 000回と書かれています。サイクル数が限られているのは、消去後にフローティングゲートに残った電荷キャリアが原因であり、最終的にはその数が非常に大きくなり、セルを消去できなくなります。
電力がなくてもデータを20年間保持できますか？はい、それはデータシートが言うことです。MTTF（平均故障時間）計算（これも統計的方法）は、100万分の 1未満のエラーを予測します。それがppmの意味です。

MTTFのノート
MTTFは平均時間の意味故障 MTBF（平均故障間隔）とは異なり、。MTBF = MTTF + MTTR（平均修復時間）。理にかなっています。
実際にMTTFを意味する場合、人々はしばしばMTBFという用語を使用します。MTTFが10年で、MTTRが2時間である場合など、多くの状況では大きな違いはありません。しかし、故障したマイクロコントローラーは修復されず、交換されるため、MTTRもMTBFもここでは何も意味しません。

Atmelは100年後の1ppmエラーを引用しています。AVRがそれほど長い間生産されていないことは明らかです、それで彼らはどのようにしてその数字に来るでしょうか？これは単純に線形的なものであるという永続的な誤解があります。1000000時間後の1つの欠陥のあるデバイスは、1000デバイスの母集団の1000時間あたり1つの欠陥のあるデバイスと同じになります。1000 x 1000 = 1000 000でしょ？それはそれがどのように機能するかではありません！線形ではありません。100万時間後でもエラーが発生する可能性があります。MTTFの計算では、製品の信頼性に影響を与える可能性のあるすべての種類の影響を考慮に入れ、それぞれに時間を割り当てます。次に、統計的手法を使用して、製品が最終的に故障する時期を予測します。「も参照してください」

（MTBFのWikipediaエラーティクルを忘れてください。それは間違っています。）

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1 ppmがデバイスまたはセルを参照するかどうかのフェデリコの質問は正当化されます。データシートには明記されていませんが、100万個あたり1個の欠陥データセルであると思います。どうして？それがデバイスである場合、フラッシュサイズが大きいデバイスでは数値が悪くなり、1kと16kは同じです。また、100年は非常に長いです。100万台中999 999台のデバイスがまだ機能しているのを見て、私は驚かれます。

ここで恥知らずに盗まれた画像

このタイプのメモリは、絶縁されたFETゲートに小さな電荷としてデータを格納します。これにより、基本的にFETゲートが高電圧または低電圧に保持されます。同じことを見るもう1つの方法は、1または0がFETゲートに接続されたコンデンサの電圧として格納されることです。

充電ストレージは永続的ではありません。最終的には十分な電荷がリークするため、ビットの元の状態を確実に判別できなくなります。温度が高いほど、電荷が漏れやすくなるため、高温でのデータ保持仕様は短くなります。

ppmについては、「100万分の1」です。これは、パーセントと同じ概念です。これは、百分率を表す別の言い方です。100ppm = .01％= .0001

attiny（および他の多くのuC）では、「永続的な」データはフラッシュメモリに保存されます-これは基本的に、電荷を「トラップ」できる（コンデンサのように）特別なトランジスタです。トリックは、このコンデンサに接続する「ワイヤ」がないことです。つまり、それらを充電または放電するための唯一の方法は、量子トンネルを介することです。これは、放電が非常に遅く、充電/放電が非常に難しいことを意味します（この充電/放電はそれぞれトランジスタに損傷を与えるので、消去は10k回に制限されています）。

この放電の速度は経験的に決定され、データシートで確認できます。

しかし、これは「典型的な」値です。データ保持時間がはるかに長くなる場合と短くなる場合があります。これは少しランダムになる可能性があります。データが失われる時期を事前に特定する正確な方法はありません。そのため、この概算をデータシート+見積もりに表示します。この見積もりよりもデバイスの数が多くなります。