Beschreibung:

Dieser Baustein enthält einen Speicher, der wie ein RAM schnell gelesen werden kann. Anders als dieser behält er jedoch seine Speicherinhalte auch dann, wenn die Spannungsversorgung abgeschaltet wurde, so wie man es von ROM Bausteinen her kennt.

Erkauft wird dieser Vorteil, durch einen elektrisch gesteuerten Lösch- und Schreibprozess, der wesentlich langsamer verläuft als es bei RAM-Bausteinen der Fall ist, allerdings auch keine externen Geräte benötigt wie bei einem EPROM. So erhielt dieser Baustein den Namen 'electrically erasable and programmable' ROM, kurz EEPROM. Die Kapazität des 28256 beträgt 256 kBit. Je 8 Bits bilden eine Speicherzelle. Insgesamt ergeben sich 32768 Speicherzellen zu je einem Byte (8Bit=1Byte), was eine Speicherkapazität von 32kByte ergibt.

Pinkompatibel zum stat.RAM 62256

Über 15 Adressleitungen A0-A14 kann eine der Speicherzellen des Bausteins ausgewählt werden. Damit der Inhalt der gewählten Speicherzelle an den Datenausgängen D0-D7 erscheint, müssen die Signale /CS (Chip Select) und /OE (Output Enable) aktiviert werden. Bei dem vorliegenden Baustein müssen sie auf LOW=log0 gelegt werden. Der Eingang /WE sollte hierbei auf log 1 liegen. Damit der Baustein elektrisch gelöscht und beschrieben werden kann, besitzt er zudem ein Schreibsignal /WE und wäre dieser Vorgang nicht so langsam, so wäre er voll kompatibel zu dem statischen RAM 62256, mit dem sein Pinout identisch ist.

EEPROM lesen:

Hier verhält sich der Baustein nicht anders als der RAM 62256. Damit die Inhalte von Speicherzellen ausgegeben werden können (read), muss der Baustein über /CE = 0 eingeschaltet sein. Zudem muss eine Adresse anliegen und das Signal /WR auf log 1 gelegt sein. Mit dem Signal /OE kann nun bestimmt werden, ob die herausgesuchten Daten auch an den Datenausgängen erscheinen oder nicht. Ist /OE inaktiv (beim vorliegenden Baustein HIGH=log1), werden die Daten zwar herausgesucht, gelangen aber nicht zu den Ausgängen. Die Ausgänge sind in diesem Fall hochohmig (Tristate) und es können parallele Speicherbausteine mit dem externen Datenbus arbeiten. Die grösste Verzögerung bis Daten zum Ausgang gelangen beträgt bei diesem Baustein 150ns.

EEPROM im Einzelschritt beschreiben:

Um dem EEPROM Daten einschreiben zu können, muss der Baustein über /CE = 0 eingeschaltet sein. Zudem muss das Signal /OE auf 1 liegen. Der Schreibvorgang wird durch /WR= 0 eingeleitet, wobei die zu speichernden Daten übernommen werden, wenn /CE oder /WR zurück auf 1 steigen. Die übernommenen Daten werden in einen, der ausgewählten Speicherzelle vorgeschalteten Zwischenspeicher übertragen. Eine interne Logik speichert das Datenbyte des Zwischenspeichers automatisch 150µs nachdem kein weiterer Schreibvorgang zum Zwischenspeicher stattfand. Bis zur endgültigen Speicherung der Inhalte des Zwischenspeichers in die EEPROM Speicherzelle vergehen von nun ab 10ms.

EEPROM im Blockmodus beschreiben:

Um den Schreibvorgang zu beschleunigen besitzt der EEPROM 28256 einen Zwischenspeicher der 64 Bytes aufnehmen kann. Dieser wird durch die Adressleitungen A0 bis A5 adressiert, während die Adressleitungen A6-A14 den 64Byte-Block beschreiben. Der Zwischenspeicher kann mit einer Geschwindigkeit beschrieben werden, wie sie von RAM Speichern bekannt ist. Da die Übertragung des gesamten Zwischenspeicher in die Speicherzellen des EEPROM in der gleichen Zeit geschieht, wie sie die Speicherung eines einzelnen Bytes benötigt (10ms), eignet sich diese Art den EEPROM zu beschreiben für grosse zu übertragende Datenmengen.

Um den Zwischenspeicher mit 64 Bytes zu füllen, darf zwischen den einzelnen Schreibvorgängen keine Pause eintreten, die länger als 150µs andauert. Andernfalls setzt der automatischer Schreibvorgang vom Zwischenspeicher in den EEPROM ein.

Die Bytes des Zwischenspeichers können in beliebiger Abfolge beschrieben werden, solange deren Adressen im gleichen 64 Byte Block liegen. Nicht beschriebene Bytes des Zwischenspeichers werden auf FFh gelöscht und in den EEPROM übertragen.

Bestätigung des Scheibvorgangs

Während der 10ms welche die Übertragung des Zwischenspeichers in den Blockspeicher des EEPROM benötigt, kann kein zweiter Block beschrieben werden. Um zu erkennen, wann die Übertragung abgeschlossen ist, kann man eine der beschriebenen Speicherzellen lesen. Sinnvollerweise wird dies die letzte beschriebene Speicherzelle sein. Das Resultat dieses Lesevorgangs wird zunächst nicht dem geschriebenen Wert entsprechen. Erst wenn der gelesene Wert dem eingespeicherten entspricht, ist der interne Speichervorgang abgeschlossen.

Sicherheit beim Ein- und Ausschalten der Versorgungsspannung:

Damit der EEPROM beim Ein- oder Ausschalten der Versorgungsspannung nicht unbeabsichtigt in den Schreibmodus gerät, wurden Sicherheitsvorkehrungen getroffen. So kann der Baustein nicht mehr beschrieben werden, wenn die Versorgungsspannung unter 3,8V fällt. Steigt diese über 3,8V, so ist durch eine interne Zeitstufe gewährleistet, dass die nächsten 5ms kein Schreibvorgang stattfinden kann. Zuletzt wird durch einen Filter verhindert, dass Signale auf /WE und /CS, die kürzer sind als 15ns zu einer Aktivierung des Bausteins führen.

weitere Angaben

Der Baustein arbeitet mit einer Betriebsspannung von Vcc = +Ub = 5V (±10%). Seine Anschlüsse sind TTL-kompatibel. Ist er an der Betriebsspannung angeschlossen, und ist /CS inaktiv, befindet er sich im 'Power-Down' oder 'Standby' -Zustand. Er nimmt wenig Strom auf. In der CMOS-Variante ca. 200µA Wird /CS aktiviert, so wird der Baustein zur Arbeit eingeschaltet und benötigt einen Strom von 50mA.

EEPROMs sollen ihren Speicherinhalt länger als 10 Jahre halten können, wenn der Baustein zuvor weniger als 10.000 mal programmiert wurde. Insgesamt geht der Hersteller von 100.000 Programmierzyklen aus, bei denen eine Fehler-Programmierrate von 1% auftreten kann.

/CS

mit dem Chip-Select Eingangssignal auf log 0, wird der Baustein aus dem 'Power-Down' -Zustand in den aktiven Zustand umgeschaltet. Im 'Power-Down' -Zustand benötigt der Baustein als CMOS-Typ einen Strom von 200µA, im aktiven Zustand nimmt er 50mA auf. Die Zeit, die vergeht bis die adressierten Daten nach einem 'Power-Down' an den Ausgängen erscheinen, beträgt 150ns. (Weitere Zeiten, wie 200,250,350ns sind bei möglich, siehe Aufdruck auf dem Baustein)

/OE

Mit dem Output-Enable Eingangssignal auf log 0 wird der Ausgangstreiber der Datenleitungen freigeschaltet. Bis die Daten an den Ausgängen erscheinen, vergeht eine Zeit von etwa 70ns. Der Baustein muss für diesen Fall durch /CS = 0, bereits freigeschaltet sein. Output Enable stellt eine schnelle Lese-Freigabe-Alternative gegenüber /CS dar, wenn es auf die benötigte Leistung der Schaltung nur im zweiten Rang ankommt.

/WE

Mit dem Write-Enable Signal auf log 0, kann der Baustein beschrieben werden, wenn dieser durch /CS= 0 eingeschaltet ist. Die am Baustein anliegenden Adressen A0-A5 adressieren in diesem Fall ein Bytes des Eingangsbuffers und die Adressen A6-A14 adressieren die Lage des 64Byte -Blocks im Gesamtspeicher.

Die Bytes des Eingangsbuffers müssen mit einem zeitlichen Abstand von maximal 150µs geschrieben werden. Also ohne besondere Verzögerung, unmittelbar hintereinander. Sind 150µs abgelaufen, so löscht eine interne Logikschaltung des EEPROM's den Zielblock im Gesamtspeicher und schreibt die Daten des Eingangsbuffers in ihn hinein. Dies dauert 10ms. Nicht beschriebene Adressen im Eingangsbuffer werden auf FFh im Zielblock gesetzt.