EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) 개념과 사용예시

📍 EEPROM이란? 

EEPROM은 비휘발성 메모리의 한 종류이다. EEPROM을 보기전 ROM과 다른 것들을 간단하게 살펴보자.

 

• ROM (Read Only Memory) : 읽기만 가능한 메모리.
• RAM (Random Access Memory) : 읽기도 가능하고 다른 정보를 기억시킬 수도 있는 메모리 
• PROM (Programmable ROM) : 프로그램이 가능해진 ROM. 내부 회로를 변경해 데이터를 쓸 수 있다.
• EPROM (Eragable Prom) : 자회선을 이용해 정보를 여러번 쓰고 지울 수 있다. 

 

✅ PROM(Programmable Read-Only Memory)

 PROM은 한번만 데이터를 기록할 수 있는 메모리이다. PROM의 내부구조가 퓨즈를 이용하기 때문에 한번 기록하면 내용을 바꿀 수도, 지울 수도 없다. 

 PROM은 출고될 때 모든 비트가 1(=연결된 상태)로 설정되어 있는데 PROM라이터를 이용해 데이터를 저장할 때, 0으로 설정할 부분의 퓨즈를 끊어버린다. 즉, 퓨즈가 끊긴 부분은 0으로 기록되고, 끊기지 않은 부분은 1로 남는다. 한 번 퓨즈가 끊기면 다시 원래대로 돌릴 수 없기 때문에 변경이 불가능 하다. 

 

✅ EEPROM(Electrically Erasable progrmmable Read-Only Memory) 

: 전기 공급이 끊긴 상태에서도 장시간 기억하는 비휘발성 기억 장치.

 

 PROM과는 달리 EEPROM은 데이터를 삭제할 수 있다. 비휘발성 메모리로 프로그램에서 읽고 쓸 수 있다. 프로그램에 상관없이 유지하여야 하는 설정값이나 누적데이터와 같은 데이터를 저장할 때 사용한다. 데이터를 삭제하기 위한 전용 이레이저가 따로 필요하지 않으며 하나의 롬 라이터를 사용해서 쓰고 지울 수 있다. 그러나 EEPROM은 전기를 노출 시킴으로써 한번에 1 byte씩만 지울 수 있기 때문에 Flash Memory에 비해 속도가 느리며 반복 기록 횟수가 10만회 정도로 제한되어 있다.  그래서 제품의 초기값을 저장하거나  백업용 메모리로 사용한다. 차량, 산업용기계, 사무용기기, 소비자 제품의 상태값을 저장하기에는 편리하다. 

 

 

1️⃣ EEPROM 인터페이스 

 

 EEPROM에 데이터를 읽고 쓰려면 통신 인터페이스가 필요한데, EEPROM 칩마다 사용할 수 있는 인터페이스 방식이 다를 수 있다. 그 중 대표적인 인터페이스 방식이 I²C, SPI, Microwire 세 가지다. 상황에 맞춰 원하는 것을 사용하면 된다. 

 

	I²C	SPI	Microwire
포트제어	2개	4개	4개
통신 속도	400K ~1Mbit/s	200Mbit/s	SPI보다 느리다
특징	- 인터페이스 수가 적은게 장점 - 통신속도가 느린게 단점	- 고속 통신이 장점 - 인터페이스 수가 많은게 단점	- 오래된 통신 방법

 

✅ I²C (Inter-Intergrated Circuit)

• 2개의 신호선(SDA, SCL)을 사용해 통신한다. (클럭 + 데이터)
• 속도는 느리지만(최대 수 Mbps), 다중 장치를 연결 할 수 있다. 
• EEPROM뿐만 아니라 센서, 디스플레이, ADC/DAC 등 다양한 장치에서 사용된다. 
• 마스터-슬레이브 방식(하나의 마스터가 여러 개의 슬레이브와 통신 가능)

✅  SPI (Serial Peripheral Interface)

• 4개의 신호선 (MOSI, MISO,SCK, CS)을 사용한다. 
• I²C보다 빠르다(수십 MHz까지 가능)
• 풀 듀플렉스 (동시에 수신가능)
• 다중 슬레이브 연결 가능하지만 CS(Chip Select)핀이 필요하여 확장성이 제한됨

✅  Microwire 

• 3개의 신호선(SI, SO, SK)을 사용한다.
• SPI보다 단순한 프로토콜이다.
• 클럭 속도는 보통 SPI보다 낮다.
• 주로 소형 EEPROM에서 사용된다.

 EEPROM을 사용할 때 어떤 통신 방식을 지원하는지 확인해야 하며, 마이크로컨트롤러(MCU)와 연결할 때 지원하는 인터페이스에 따라 적절한 EEPROM을 선택해야 한다. 일반적으로 저속 & 간단한 설계는 I²C, 고속 & 성능이 중요한것은 SPI, 초소형 & 간단한 구조는 Microwire를 선택하는 경우가 많다. 

 

 

2️⃣ EEPROM의 역할

 EEPROM이 산업기계에서 어떻게 활용되는지 간단하게 살펴보자면 다음과 같다. 

 

EEPROM은 오직 MCU하고 직접 연결되어 있고 MCU가 EEPROM에 데이터를 읽고/쓰는 역할을 한다. 반면, CAN은 여러  장치들의 신호를 받아와서 MCU하고 소통하는 네트워크 방식이다. 

 

✅ EEPROM ➡ MCU하고 1:1 연결, 데이터 저장 용도

• EEPROM은 센서나 다른 장치들과 직접 연결되지 않고, 오직 MCU하고만 통신한다. 
• MCU가 EEPROM에서 데이터를 읽거나 저장하는 역할을 한다. 
• 예를 들어 센서에서 받은 데이터를 EEPROM에 저장하려면, 센서 ➡ MCU ➡ EEPROM으로 데이터를 보내야한다. 

✅ CAN ➡ 여러 장치(센서, ECU 등)의 데이터를 MCU가 받아서 처리

• CAN버스는 여러 개의 장치가 하나의 네트워크를 공유하면서 데이터를 주고받는다. 
• MCU는 CAN을 통해 여러 장치에서 데이터를 받아와서 처리할 수 있다. 
• 예를 들어 자동차에서 속도 센서, 엔진 제어기(ECU), 브레이크 시스템이 모두 CAN으로 연결되어 있고, MCU가 이 데이터를 처리할 수 있다. 

 

MCU, EEPROM, CAN의 관계를 예시로 살펴보자. 

🚗 자동차

• CAN : 여러 ECU(엔진 제어기, 변속기, ABS 제어기)에서 테이터를 보내면 MCU가 CAN을 통해 데이터를 받는다. 
• MCU : 받능 데이터를 처리한 후 , 필요한 값을 EEPROM에 저장한다. 
• EEPROM : 예를 들어, 자동차 주행거리 데이터를 저장하는 역할을 한다. 

➡ 데이터 흐름:
🚘 CAN (다양한 센서, ECU) → MCU → EEPROM (데이터 저장)

 

 

 

 

 

 

 

 

Reference

 

◾ https://www.devicemart.co.kr/goods_process/get_html_to_string?url=/data/category/category_tech/000100060003/000100060003.html

Flash Memory

 

◾ https://m.blog.naver.com/haran3056/222617871018

메모리 - EEPROM의 개념과 사용 예시

 

◾ https://m.blog.naver.com/simjk98/222181334395

[아두이노강좌]EEPROM이란

 

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