EEPROM (Bộ nhớ chỉ đọc) là gì? Ứng dụng và sự khác nhau giữa PROM, EPROM và EEPROM

EEPROM chắc hẳn còn là thuật ngữ khá xa lạ với nhiều người. Bạn có thể biết và hiểu rõ về ROM hay PROM, nhưng EEPROM là gì? Chúng có điểm gì khác biệt so với PROM và EPROM? Hãy cùng mình tìm hiểu sâu hơn qua các thông tin trong bài viết dưới đây.

Những điểm chính

Sau đây là những nội dung chính mà mình sẽ chia sẻ trong bài viết này để giúp bạn hiểu rõ hơn các thông tin về EEPROM:

• Định nghĩa về EEPROM: là chip bán dẫn hay bộ nhớ không bay hơi, có chức năng lưu trữ, truy xuất và xóa thông tin.
• Khái niệm bộ nhớ flash: là bộ nhớ điện tĩnh, có chức năng xóa, lập trình lại và ghi lại lưu trữ khi không có nguồn điện.
• Lịch sử hình thành: Đầu năm 1980, công nghệ EEPROM ra đời, 1983 ra mắt Intel 2816 và ssau 1983 thành lập Seeq Technology.
• Các loại EEPROM phổ biến: Gồm có 2 loại là E²PROM nối tiếp và song song.
• Nguyên lý hoạt động của EEPROM: Dùng tín hiệu điện tử để thay đổi nội dụng, với byte là đơn vị sửa đổi ít nhất.
• Vietnix – Nhà cung cấp dịch vụ thuê máy chủ với hiệu suất vượt trội.

EEPROM là gì? 

EEPROM hay E²PROM là viết tắt của từ Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory là chip bán dẫn – một loại bộ nhớ không bay hơi (non-volatile memory), hay còn được gọi là bộ nhớ chỉ đọc (ROM) lập trình và có thể xóa bằng điện. Tuy nhiên, các ô nhớ trong chip bán dẫn này sẽ không được dùng điện để xóa, mà trên Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory có một “cửa sổ” thạch anh là nơi nhận ánh sáng từ tia UV để thực hiện xóa dữ liệu.

Nói đơn giản hơn, EEPROM thực chất là một loại module bộ nhớ, được cài đặt trong các thiết bị điện tử hoặc máy tính, có chức năng lưu trữ, truy xuất và xóa thông tin ngay cả khi không có nguồn điện hoạt động. Mặt khác, với khả năng xóa và thay đổi dữ liệu đã có mà E²PROM còn được xem là một bộ nhớ flash. 

Bộ nhớ flash là gì?

Bộ nhớ flash là một kiểu bộ nhớ điện tĩnh, giống với chip E²PROM nếu xét về mặt kỹ thuật. Bộ nhớ flash có chức năng xóa và lập trình lại, đồng thời có khả năng ghi lại toàn bộ thông tin lưu trữ khi không có nguồn điện. Bạn có thể thấy, các ổ cứng HDD sẽ ghi dữ liệu bằng đĩa, trong khi bộ nhớ flash chỉ lưu dữ liệu trong các ô bộ nhớ (cell). 

Các ô (cell) trong bộ nhớ flash được thiết kế với hai dạng cổng gồm NOR và NAND. Chức năng của các ô nhớ là đọc và ghi dữ liệu theo từ của máy (machine word) hoặc từng khối nhỏ. Điều này mang đến sự khác biệt rõ rệt với EEPROM, vì chip bán dẫn này trước khi thực hiện quá trình ghi dữ liệu mới thì chúng phải xóa toàn bộ dữ liệu cũ hoặc một khối dữ liệu lớn đã lưu trước đó. 

Lịch sử phát triển của EEPROM

EEPROM trải qua một thời kỳ triển khai khá dài cho đến lúc được ứng dụng phổ biến như hiện nay. Lịch sử phát triển của E²PROM gắn liền với các mốc thời gian quan trọng gồm:

• Vào cuối những năm 1970 và đầu 1980: Trong thời gian này, công nghệ EEPROM được xem là loại chip nhớ bán dẫn không bay hơi đầu tiên. Chúng được xem là bước tiến quan trọng vì chip bán dẫn này được tạo ra để dùng thay cho EPROM và PROM. 
• Năm 1983: George Perlegos – lãnh đạo một nhóm phát triển tại Intel, đã dùng công nghệ EPROM hiện có và bổ sung thêm cấu trúc của nó để phát triển EEPROM. Trong đó, Intel 2816 là thiết bị E²PROM đầu tiên được tung ra thị trường.
• Sau năm 1983: Một số nhà nghiên cứu và phát triển công nghệ EEPROM giàu kinh nghiệm đã tách ra khỏi Intel và thiết lập công ty mới, với tên gọi là Seeq Technology. Mô hình công ty chuyên sản xuất công nghệ EEPROM và một số thiết bị bộ nhớ bán dẫn khác. 

Công nghệ E²PROM nổi bật với 02 loại bộ nhớ chính gồm: EEPROM nối tiếp và song song. Trong đó:

EEPROM nối tiếp

EEPROM nối tiếp thường có ít chân hơn và chúng thường khó hoạt động bởi vận hành theo cách lần lượt. So với E²PROM song song, các dữ liệu trong công nghệ nối tiếp này sẽ được truyền tải với tốc độ chậm hơn. Trong một giao thức nối tiếp sẽ có 03 giai đoạn:

• Giai đoạn mã OP: Mã OP xác định loại thao tác (đọc, ghi, xóa) mà bộ nhớ sẽ thực hiện. Thường là chuỗi 8 bit, mã OP được gửi trước để vi điều khiển biết thao tác cần thực hiện.
• Giai đoạn địa chỉ: Sau mã OP, địa chỉ bộ nhớ sẽ được chỉ định. Các bit địa chỉ (thường từ 16 đến 24 bit) xác định vị trí trong bộ nhớ để thực hiện thao tác đọc/ghi.
• Giai đoạn dữ liệu: Sau cùng, dữ liệu thực tế được gửi hoặc nhận. Vi điều khiển gửi byte dữ liệu khi ghi hoặc nhận byte khi đọc, tùy theo thao tác. Bộ nhớ thường xử lý dữ liệu theo đơn vị 8 bit.

Hiện nay, E²PROM nối tiếp có trong nhiều loại giao diện chuẩn có sẵn như:

• Giao diện ngoại vi nối tiếp (SPI)
• Mạch tích hợp liên kết (I2C)
• Microwire
• UNI/O
• 1-Wire

EEPROM song song

EEPROM song song sử dụng bus 8 bit, cho phép truyền tải nhanh và dễ dàng áp dụng trong các ứng dụng vi xử lý nhỏ. Nó thường đi kèm chân bảo vệ ghi và chọn chip, và một số vi điều khiển tích hợp sẵn E²PROM song song để lưu trữ phần mềm.

Tuy nhiên, EEPROM song song có kích thước lớn và nhiều chân kết nối, làm tăng chi phí và độ phức tạp. Vì thế mà mức độ phổ biến của E²PROM giảm dần so với Flash memory và EEPROM nối tiếp, vì Flash có hiệu suất tốt hơn với chi phí tương đương, trong khi E²PROM nối tiếp lại có kích thước nhỏ gọn.

Cách thức hoạt động của EEPROM

EEPROM hoạt động không phụ thuộc vào yêu cầu của các thiết bị khác. Thay vào đó, nó dùng tín hiệu điện tử để thay đổi nội dụng, với byte là đơn vị sửa đổi ít nhất. Trong quá trình ghi dữ liệu, E²PROM cần dùng một lượng điện áp lập trình ổn định. Khi đó, chúng sẽ đóng vai trò là một chip điện áp kép không những giúp bios của bạn có khả năng chống virus tốt mà còn chỉ ghi lại được nội dung khi dùng cách thức độc quyền của nhà cung cấp. Ngoài ra, người dùng không cần làm mới mọi dữ liệu trước khi ghi mà chúng sẽ tự tách ra khỏi bộ lập trình E²PROM và bộ xóa.

Khi nâng cấp thiết bị, bạn hãy bật công tắc jumper để thêm điện áp lập trình tương ứng vào E²PROM. Khi thiết bị hoạt động bình thường, bạn cần tắt công tắc jumper để ngăn virus xâm nhập thông qua chip bios. 

Ứng dụng của EEPROM

Tính ứng dụng nổi bật của E²PROM được thể hiện ở:

• Cấu hình và lưu trữ cài đặt: Chip bán dẫn thường dùng để lưu trữ những thông số cấu hình của thiết bị như cài đặt ngôn ngữ, thời gian trong TV, điện thoại,… Tính năng này giúp hệ thống lưu lại các cài đặt kể cả khi bạn tắt nguồn thiết bị.
• Khóa bảo mật và lưu trữ thông tin nhận dạng: E²PROM được dùng để lưu trữ ID người dùng, thông tin nhận dạng hay khóa bảo mật trong hệ thống xác thực sinh trắc học, thẻ thông minh, các thiết bị chống trộm.
• Lưu trữ dữ liệu trong các thiết bị nhúng: Trong hệ thống nhúng, chip bán dẫn có thể lưu trữ dữ liệu nhật ký hoạt động, thông tin cảm biến hoặc lịch sử dùng của bạn.
• Cập nhật phần mềm/firmware: Trong E²PROM có chứa firmware hoặc phần mềm của thiết bị giúp quá trình cập nhật đơn giản và nhanh chóng hơn khi không cần tháo dỡ thiết bị. Chẳng hạn, bạn có thể dùng chip bán dẫn này để lưu các phiên bản phần mềm mới cho các thiết bị viễn thông, máy in và thiết bị GPS.
• Lưu trữ trạng thái thiết bị: Các trạng thái của thiết bị như thời gian hoạt động, số lượt sử dụng trong thiết bị di động, máy ảnh, máy tính xách tay luôn được E²PROM lưu trữ để thực hiện theo dõi và bảo trì.
• Hệ thống điều khiển và tự động hóa: Trong hệ thống SCADA hoặc hệ thống điều khiển công nghiệp và tự động hóa, chip bán dẫn EEPROM được dùng để lưu trữ dữ liệu vận hành PLC và tham số điều khiển.
• Lưu trữ dữ liệu trong các thiết bị di động: Các dữ liệu như danh bạ, thông tin cá nhân, tin nhắn trong điện thoại di động hay máy chơi game cầm tay đều sử dụng EEPROM để lưu trữ.
• Sử dụng trong các ứng dụng ô tô: E²PROM được dùng để lưu trữ các cài đặt xe trong hệ thống điều khiển động cơ, hệ thống ABS, bộ điều khiển túi khí,… 

EEPROM mang đến nhiều ứng dụng linh hoạt trong lưu trữ dữ liệu, đặc biệt trong các thiết bị điện tử hiện đại. Để hỗ trợ hệ thống yêu cầu hiệu suất và độ ổn định cao, dịch vụ thuê máy chủ của Vietnix là lựa chọn lý tưởng. Với hạ tầng mạnh mẽ tại VNPT IDC, máy chủ sử dụng ổ cứng NVMe và CPU Intel Xeon Gold, Vietnix đảm bảo tốc độ xử lý nhanh chóng, bảo mật toàn diện và hoạt động liên tục.

So sánh giữa PROM, EPROM và EEPROM

PROM, EPROM và EEPROM đều có sự khác biệt rõ rệt về một số tính chất như: khả năng lập trình/xóa, cách ghi/xóa, ứng dụng và chi phí. Tất cả được thể hiện chi tiết qua bảng sau:

Vietnix – Nhà cung cấp dịch vụ thuê máy chủ với hiệu suất vượt trội

Dịch vụ thuê máy chủ của Vietnix được tối ưu để cung cấp hiệu suất mạnh mẽ và ổn định cho các doanh nghiệp. Với hạ tầng hiện đại và quy trình vận hành linh hoạt, các máy chủ của Vietnix hỗ trợ doanh nghiệp giải quyết các vấn đề về lưu trữ, bảo mật và tốc độ, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường. Dịch vụ này cũng giúp doanh nghiệp tiết kiệm chi phí trong việc đầu tư cơ sở hạ tầng, đồng thời đảm bảo khả năng mở rộng trong tương lai.

Thông tin liên hệ:

• Hotline: 18001093
• Email: sales@vietnix.com.vn
• Địa chỉ: 265 Hồng Lạc, Phường 10, Quận Tân Bình, Thành Phố Hồ Chí Minh.
• Website: https://vietnix.vn/

Tóm lại, bài viết trên giúp bạn hiểu rõ hơn về EEPROM cũng như là cách hoạt động và tính ứng dụng của loại chip nhớ này trong lĩnh vực công nghệ. Mình hy vọng các thông tin trên sẽ hỗ trợ bạn hiệu quả trong quá trình tìm hiểu về lập trình cũng như các loại chip dùng cho máy tính.