Uçucu Olmayan Bellekler

[DumrulBey]

Merhaba,

Arkadaşlar üniversitede okuyorken değerli bir hocam EPROM bellekler hususunda bir ödev vermişti. Bugünlerde, forumda Flash hücreler ile ilgili başka bir başlık altında sohbet geçince foruma şu bilgiyi ödevimden naklederek paylaşmak istedim. Ben de zaten http://xtronics.com/memory/how_EPROM-works.htm adresinden okumuştum. Aşağıdaki çeviri değildir, tamamen kendi yorumumdur. Eğer bir eksiğim varsa öğrenmek isterim...

Sevgiler, saygılar...

1.3. Bir oda ve insanların etkileşimi ile EPROM belleklerin çalışması: EPROM bellek içindeki bir hücreye bilgi depolarken daha önce belirttiğimiz gibi aslında yaptığımız elektronları hapsetmek. Şimdi bu elektronları 30 tane insana, elektronları hapsettiğimiz hücreyi ise bu insanların uğramaya can attıkları bir odaya benzetelim. Yalnız odanı bir özelliği var. O da şu; insanlar odanın kapısı dar olduğu için düzenli bir şekilde giriyorlar ama aynı düzende bir daha çıkamıyorlar. Çünkü çıkmak istediklerinde bir kargaşa oluyor ve odanın kapısı açık görünse bile darlığı nedeniyle çıkmaları mümkün olmuyor. Aslında iki durum söz konusu. İnsanlar (elektronlar) sadece odaya girebilir veya özel bir durum oluşursa büyük çoğunluğu odadan çıkabilir. Yani girdikleri gibi aynı düzende çıkmaları mümkün olmuyor.

Özel durum ise bir sonraki başlıkta anlatacağımız EPROM belleğin silinme hadisesinden başka bir şey değildir. Bunu odanın duvarlarının kırılmasına benzetebilirsiniz. İçerideki insanlara dışarıda herhangi bir destek gelmediği müddetçe duvarları kırıp çıkmaları mümkün değil. Çünkü oda, içerisine alacağı insanlara göre inşa edilmiş.

Boş bir EPROM hücresi yazılmaya başlandığı zaman elektronlar düzenli bir şekilde hücre içine akıtılır. Kayan-geçit teknolojisi sayesinde buradan akım kesildiğinde sanki geçit kapanmış gibi elektronları çıkmasına izin vermez. Bu dar bir kapıdan bir çok insanın aynı anda geçmeye çalışmasına benzer.

Teoride hücre içerisindeki bilgi "1" değerini alabilmesi için odaya 15'den fazla insan girmesi gerekiyor. Bu da uygulanan gerilim ile doğru orantılı. Eğer bilgi yazılırken yeteri kadar gerilim uygulanmaz ve 5 insan odaya doluşursa hücrenin "0" değerini görmesi gerekir. Bunu kapı dar bile olsa insanlar az olduğu için izdihamın fazla olmayacağına benzetebiliriz. Bu yüzden özel kapasitörlerimize yeteri kadar elektron şarj edilmediği zaman bunların tutulması da mümkün olmuyor.

1.4. Entegrelerin silinme işlemi: Bundan önce belleğin türüne göre iki farklı silme işlemi olduğunda bahsetmiş ve metotlara kısaca değinmiştik. Ancak bu işlemler RAM belleklerde bilginin silinmesinde farklıdır. RAM belleklerde bilgi her an tamamı veya bir kısmı (bit, byte) silinebilir ama silinebilir ROM belleklerin sadece tamamı silinebilmektedir.

EPROM belleklerde, entegre üzerindeki mercekten oluşan pencereyi 253.7 nanometere (2537 angstrom) dalga boyunda UV(mor ötesi) ışığa tutarsak 20 dakikada silebiliriz. Ancak bu süre bile günümüzde çok fazla sayılmakta ve çoğunlukla EEPROM bellekler tercih edilmektedir.

Daha önce belirttiğimiz gibi Flash bellekler aslında EEPROM belleklerden oluşmuştur. Ancak Flash bellekler özel bir gerilime ihtiyaç duymadan ve daha hızlı silinirler. Bu yüzden mobil cihazlardan Flash bellekler kullanılır. Sıklıkla silinme gerçekleşmeyen devrelerde EEPROM kullanılmasında bir problem yoktur. Sadece silme sırasında uygulanan gerilimin ölçüsüne dikkat edilmesi gerekir.

[DumrulBey]

Merhaba,

Ödevin sonunu da yer vermenin uygun olacağını hissettim. Şimdi diyecekseniz tamamını bir yere yükleseydin de okurduk! Ama ödevin geri kalan kısmı zaten her sayısal elektronik kitabında bulanabilir temel konular. O yüzden böylesi öz olması açısından daha doğru olur.

Başarılar...

D – Belleklerin Geleceği
1.Nano teknoloji: Mikro elektronikte kullanılan parçaların üretiminde temel olarak kullanılan yarı-iletken hiç şüphesiz silikondur. Günümüzde kullandığımız transistörler için de aynı durum geçerli. Fakat tek moleküllü transistörlerde olay biraz farklı. Onlarda silikon, yerini karbona (karbon nano-tüplerine) bırakıyor. Karbonun dünya üzerindeki bolluğu bilinen bir gerçek. En basitinden şu an belki hepimizin yanında bir kurşun kalem vardır. Kurşun kalemin içerdiği karbon atomları bal peteği şeklinde katmanlar oluşturur. Bu katmanlar oldukça kararlı olduklarından diğer katmanlarla olan bağları zayıftır. Kurşun kalemin ucu belki yumuşaktır ama tek bir katmanı ele aldığınızda çok sağlam olduğunu anlarsınız. Şimdi bu katmanı silindir şeklinde katlayın. İşte artık bir karbon nano-tüpünüz var.

Karbon nano-tüpleri ilk olarak 1991 yılında Japon bilim adamı Sumio Iijima tarafından bulundu. Kendisi yaptığı deneyde daha önceden gözlemlenmiş şekilde çeşitli iç içe, kapalı nano-parçacıklar ve nano-tipler içeren grafit yapılar elde etti. Fakat karbon nano-tüplerdeki asıl gelişme tek katmalı nano-tüplerin 1993'te yapılmasıdır. Belki şu an üretime geçilebilmesi için erken ama bu konunun hayali bile insana heyecan veriyor. Galiba bu teknoloji için bir süre daha bekleyeceğiz.

2. Kuantum Fiziği: Kuantum Fiziği, yeni olmamakla birlikte elektronikteki teorik kullanımı çok yeni olduğu söylenebilir. Her geçen gün Kuantum Fiziği üzerine çalışmalar yapılmakta ve deneyler sonucunda basit hesaplamalar yapabilen kuantum bilgisayarları gündeme gelmektedir.

Türkçe karşılığı parçacık fiziği olarak açılabilir. Elektronikte elektronların kontrolü yerine kuantum fiziğinde fotonların kontrolü söz konusudur. Şimdi değil ama belki ileriki bir gelecekte devrim niteliğinde gelişmeler olabilir

3. Sonsöz: EPROM belleklerin günlük hayatta çok kullandığımızdan bahsedip, diğer yarı-iletken bellekleri de inceleyerek, ipin ucunu yarın öbür gün elektroniğin son bulabileceği; Kuantum Fiziği ile çok farklı boyut ve hızlarda transistörler, bellekler, mikro işlemciler yapılabileceği düşüncesiyle geniş bir perspektif çizmeye çalıştım. Ama o gün gelmeden bence elimizdeki teknolojinin değerini bilmeliyiz.

E – Kaynakça ve Şekiller Dizini
• Elektronik Elemanlar ve Devre Teorisi, 2. Baskı-Prentice-Hall, Inc.
• Sayısal Elektronik, Doç. Dr. Hüseyin Ekiz, 2. Baskı-Değişim Yayınları Ltd.
• Digital Design, Dr. M. Morris Mano, 3th Edition by Prentice-Hall, Inc.
• Self-adaptive Silicon Enables CMOS, Todd Humes, Web Edition by Impinj.
http://www.electronicengineering.com
• Specific Integrated Circuits, Addison Wesley, Web Edition by Longman, Inc.
http://www-ee.eng.hawaii.edu/~msmith/ASICs/HTML/Book2/CH04/CH04.3.htm
• How EPROMs Works, Dr. Ah. Clem Memory, Web Edition by Transtronics, Inc.
http://www.xtronics.com/memory
• Introduction to Microprocessor, L. A. Leventhall, 1th Editon by Prentice-Hall, Inc.
• Tek Moleküllü Transistörler, Erkan ALPMAN, Web Yayımı, METU.
http://biltek.ieee.metu.edu.tr/sayi/mart2002/index.php?handle=transistor

[DumrulBey]

Merhaba,

Bellek teknolojileri üzerine elinde yeni bilgiler olan var mı?

Teşekkürler...

[pisayisi]

Benzetimler güzel basit de mosfet siz bir hafıza hücresi olur mu açıklamalara birşekilde bu anahtarlama elamanını da ekleseydiniz herşey yerine otururdu...

[kudretuzuner]

Merhaba,

Bellek teknolojileri üzerine elinde yeni bilgiler olan var mı?

Teşekkürler...

Merhaba
Boş vakitlerde ara sıra bu siteyi dolaşırım.Florida üniversitesinin resmi sitesi(FSU)"EPROM" yazdım aşağıdaki linkler çıktı,ekseriyeti "Dosya Biçimi: Microsoft Powerpoint" olduğu için açamıyorum belki işnize yarar bilgiler bulabilirsiniz.Kolay gelsin.
http://micro.magnet.fsu.edu/optics/olympusmicd/galleries/chips/inteleprom1.html
http://www.fsu.edu/search/results.html?cx=001481282910879549110%3A7l5zcrhp_cg&cof=FORID%3A9&ie=UTF-8&q=eprom

[fatih6761]

Mosfet olmayan bellek teknolojileri ile ilgili bir sunum.(Not : Hem pptx hemde ODF sürümü ekte... )
https://rapidshare.com/files/2617387925/Non-MOSFET_Based_Memory.ppt.tar.gz