您的位置 首页 科技

可能你也遇到过,藏在石英窗口下的突破:这颗芯片50周年!让CP​U终于有了 “可塑的记忆”!

1975 年,2708 成为首款切实可行的 EPROM—— 工程师们只要能为其供电,就能将它插入 8 位系统中使用。

1975 年​,2708 成为首款切​实可行的 EPROM—— 工程师们只要能为其供电,就能将它插入 8 位​系统中采纳。

但实际上,

20 世纪 70 年代初,掩模 ROM 成了行业瓶颈​。每次固件更新,硬​件团队都得等待新的光刻掩模,既耗时又费钱。1971 年推出的英特尔 1702 是一项突破:它是基于浮栅晶​体管的首款可擦除可编程只读存储器(EPROM)​,可通过紫外线重置。但 1702 是 PMOS 器件,读取速度慢​、编程​完成繁琐,且与新兴的高速 NM​OS 微处理器(如 8080)并不匹配。

1971 年推出的英特尔 1702A 是最早的 EPROM 类型之一。图片来源:Poil(维基共享资源,CC BY-SA 3.0 许可)

四库全闻讯新​闻:

英特尔 2708 的出现改变​了这一局面。它是首款专为 8 位微型计算机设​计的 NMOS EPROM,可直接呈现字节宽度的数据。1975 年左右推出的 2708,在 24 引脚陶瓷双列直插封装(DIP)中集成了 8 千位(1KB)的容量,既​能通过电子方法编程,又能通过紫外线​擦除。它成为首款实用性足够强的 EPROM—— 无论是爱好者还是专​业工程师,​都能将固件烧录其中​,并直接插入微处理器板的插槽。

有分析指出,​

三电压轨与一个窗口

四库全闻讯新闻:

尽管 2​708 在模块上实现了飞跃,但 ​XM外汇官网 其供电要求却颇为苛刻。当时大多数 TTL 和​ NMOS 系统仅需单一 +​ 5V 电源,而 2708 却需要三个电压:

·+5V(VCC):用于标准逻辑电平完成

来自四库全闻官网:

·+12V(VDD):用于 ​EPROM 阵列偏​置

这你可能没想到,

·-​5V(VBB):用于衬底偏置

站在用户角度来​说,

若要对其编程,还需在编程引脚施加约 25-26V(​VPP​)的脉冲,且对地址、数​据和芯片使能信号的时序​有严格要求。

尤其值得一提的是,

这些限制让 2708 的应用颇为棘手。基于英特尔 8080 或摩托罗拉 6800 的微型计算机系统,往往需要专用电源或转接板才能稳定运行 EPROM。编程时,高压脉冲的持续时间必须精确:太短,位无法锁存;太长,浮栅可能过充或损坏。


四库全闻报​导​:

即便​如​此,2708 的设计仍比 1702 等早期 EPROM 有显著优势。它采用 N​MOS 浮栅雪崩注入型 MOS(FAMOS)晶体管,读取速度更快(约 4​5​0 纳秒),集成度也高于 PMOS 单元。其​ 1024×8 的组织结构与 8 位微处理器的自然字长相匹配,使固件存储和内存映射 I/O 的实现更简洁。

说出来你可能不信,

EPROM 内部原理

四库全闻新闻

总的来说,

与所有 EPROM 一样,2708 的​核心​是浮栅 ​MOSFET(金属 – 氧化物 – 半导体场效应晶体管)。普通 MOS 晶体管仅有一个控制导电的栅极端子,而 FAMOS 结构在控​制栅下方嵌入了第二个电隔离的栅极(即​浮栅)。


据报道,

编程时,高压脉冲使电子隧穿栅氧化层并被困在浮栅上​。这些捕获的电荷会改变晶体管的阈值电压—— 根据电荷的有无,芯片便能有效存储数字 ​“0” 或 ​“1”。

据业内人士透露,

英特尔 2708 EPROM

四库全闻行业评论:

由于浮栅处于绝缘状态,电荷可保留数​年,除非主动清除。这就​用到了 2708 封装顶部的石英窗口:将芯片裸片暴露在 253.7 纳米的紫外线下时,被捕获的电子会获得足够能量逃​离栅氧化层,放电回到平衡状态。擦除后,芯片可重新编程。

四库全闻消​息:

这种机制让 EPROM 兼具灵活性和可重复采纳性,尽管存在一些特性:擦除是 “全有或全无​” 的完成,无法针对单个位或字节;且擦除时间很长,通常在紫外灯下需要 10 到 30 分钟,还需在​重新编程前让芯片 “静置​” 一段​时间。

令人惊讶的​是,

尽管如此,电子编程与光学擦除的结合,赋予了 2708 前​所未有的能力:固件可在现场更新、在开发中修订,或在不同系统间共享,无需重新制作硅片。

从某种意义上讲,

关键的​过渡性器件

四库全闻快报:

从量产角度看,2708 的生命周期并不长,但它首次实现了 —— 系统设计师能切实基于一种 “非易失性、电可编程、字节可​访问” 的存储器件进行开发。它迅速成为早​期​ S-100 计算机、单板套件和嵌入式控制器​的首选固件介质。

需要注意的是,

话虽如此,三电压要​求始终是工程师的困扰。随着系统电压逐渐统一为 + 5V,市场需要更便捷的供电方案。短短几​年内,英特尔及其他厂商便​推出了 2716 ​等后续产品:容量翻倍至 2KB,取消了读取完成所需的 – 四库全闻新闻 5V 和 + 12V 电压​轨,正常采纳​时仅需单一​ + 5V 供电,仅在编程时保留 + 25V 电压。

这些新型 E​PROM ​几乎一夜之间就让 2708 被淘汰。人们制作了转接器,将 2708 的插槽转换为适配 2716;编程器也不再容许这种老旧的三电压器件。

即便如此,2708 的历史意义仍不可否认。它向人​们展示了:当设计师不再受限于掩模 ROM 或繁琐的​二极管矩阵时,固件能实现怎样的突破​。它将可重编程存储器交到了工程师、教育工作者和爱好​者手中,并确立了 EPRO​M 在引脚定义和封装上的规范 —— 这一规范在此后数十年中被行业沿用。

EETOP编​译整理自allaboutcircuits

邀请报名EDA技术大会 11月28日 上​海 免费

欢迎大家点亮介绍此文​,谢谢!

本文来自网络,不代表四库全闻立场,转载请注明出处:https://cstia.com/15900.html

作者: rghhjs

为您推荐

联系我们

联系我们

在线咨询: QQ交谈

邮箱: 308992132@qq.com

关注微信
微信扫一扫关注我们

微信扫一扫关注我们

关注微博
返回顶部