EPROM - Introdução

Em sistemas embarcados é essencial termos uma memória não volátil (que mantém o conteúdo mesmo quando não energizada) para armazenar o firmware, garantindo que o sistema está pronto para iniciar a execução assim que ligado. Nos anos 70 e 80 o componente utilizado para isto era a EPROM.

A EPROM é um tipo de memória ROM (Read Only Memory), ou seja, uma memória que, no seu uso normal, pode apenas ser lida.

A forma "mais pura" da ROM é a chamada Mask ROM, na qual o conteúdo é definido durante a fabricação, não podendo ser mais alterado. Isto só é economicamente viável quando deseja-se produzir uma quantidade grande de memórias com o mesmo conteúdo.

A PROM (Programmable Read Only Memory) é uma memória que vem limpa de fábrica e pode ter seu conteúdo gravado (programado) uma única vez (cada bit corresponde a uma espécie de fusível que pode ter o estado alterado uma única vez). O processo de programação normalmente é feita em um aparelho específico (o programador ou gravador) e não no circuito onde a memória será usada. Embora seja mais flexível que a Mask ROM, o fato de permitir uma única gravação limita as aplicações da PROM.

A EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) acrescenta um elemento importante: a capacidade de apagar a memória, retornando todos os bits para a condição de fábrica. A tecnologia usada nas EPROMs (detalhes técnicos aqui) tem as seguintes características:

• Quando limpa (ou apagada) todos os bits estão no nível 1
• A escrita (programação) da memória requer uma tensão elevada (algo entre 12 e 21V, dependendo do modelo) e é feita em um aparelho especializado (programador ou gravador). O processo de escrita muda bits do nível 1 para o 0.
• O apagamento (retorno dos bits ao nível 1) é feito expondo o circuito a luz ultravioleta (UV). Para isto as EPROMs possuem um janela de quartzo. Se a janela for deixada aberta, uma memória exposta à luz solar será apagada em semanas e apagada em alguns anos se exposta à luz fluorescente comum. O apagamento normalmente é feito em um aparelho específico, que possui uma lâmpada fluorescente que gera UV na frequência correta. Este aparelho é fechado para evitar a exposição acidental de pessoas e objetos à luz UV.

 Um hack comum na época era reprogramar a memória sem apagá-la quando era desejado somente zerar alguns bits.

As primeiras memórias (1702 da Intel, de 1971) tinham capacidade de 2K bits (256 bytes) e necessitam de três tensões (+5, -5 e +12V) para a operação normal (a gravação exigia -48V). As coisas foram melhorando nos modelos seguintes (2704 e 2708, com 512 bytes e 1K). A 2716 (de 1977) deu um passo importante, ao permitir a operação normal com apenas +5V (a programação exigia +25V). Daí para frente tivemos um crescimento constante da capacidade (lei de Moore em ação): 2732, 2764, etc até modelos com 32Mbits.

As memórias EPROM perderam importância com o surgimento de memórias que permitiam o apagamento por sinal elétrico, o que culminou com as memória Flash que permitem a regravação sem retirar do circuito.

No próximo post vamos ver um pouco mais sobre a gravação de EPROMs.

Referências:
http://en.wikipedia.org/wiki/Eprom
http://www.jmargolin.com/patents/eprom.htm