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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Flash löschen - was geht wann kaputt


Autor: DerAlbi (Gast)
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Hallo..

Simple Frage:
Wenn Flash ich lösche - gehen die Bits auch kaputt (bzw treten 
Abnutzungserscheinungen auf), wenn das bit schon vorher '1' ist?

Theoretisch ist dann ja kein Potentialunterschied und die Elektronen 
haben keinen Grund da rein zu tuneln.. somit belibt der Isolator ja 
heile... (?)

ODER?

MFG

Autor: Klaus (Gast)
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– Write/Erase Cycles: 10,000 Flash/100,000 EEPROM

Autor: DerAlbi (Gast)
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..ich dachte es sei immer andersrum.

Was ich mich immernoch frage: Diese Angaben hin oder her. Wenn ich 100k 
mal eine Page lösche.. ist die dann kaputt?
Ich kann verstehen, dass es kaputt geht, wenn ich 100k mal lösche und 
dann alles mit Nullen beschreibe und dann wieder lösche...

aber ungeschriebene Bits... nutzen die sich denn wirklich ab??

Autor: Timmo H. (masterfx)
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Nein ist sie nicht. Flash hält je nach Technologie 10.000 bis 1.000.000 
Schreib bzw. Löschzyklen aus. Das Dumme ist halt nur, dass man immer nur 
eine ganze Page bzw. Block. Das ist eine Mindestangabe vom Hersteller. 
Wir haben in der Firma einige Flash-Speicher die schon mehr als 100.000 
mal beschrieben wurden. Sie werden nur mit der Zeit langsamer und 
irgendwann dann geben sie den Geist auf. Bei c't hatten die mal einen 
USB Stick über 16 Millionen mal beschrieben und her hat keinerlei 
Ausfallerscheinungen gezeigt.
Wenn ein Hersteller schon 1 Mio Schreibzyklen GARANTIERT, dann muss er 
verdammt viel Spielraum übrig lassen, damit diese Garantie auch wirklich 
eingehalten werden kann.

Bei SSD dürfte das etwas anders aussehen, weil die mehr Logik drin 
haben. Dort wird gespeicher wie oft jede Page gelöscht wurde, und sobald 
eine gewisse Anzahl erreicht wurde (z.B. 1 Mio) wird sie rausgenommen 
und z.B. durch eine zusätzliche Reserve-Page ersetzt.

Wenn ein Flash-Block gelöscht wird, dann ist er meist auf High (also 
alle Bits 1 => 0xFF). Wenn 0xFF geschrieben wird passiert auch nichts 
mit dem Speicher. Wenn du 0xAA reinschreibst sind die hälfte der Bits 
gesetzt worden, danach kannst du auf die gleiche Zelle OHNE sie zu 
löschen noch auf 0x88 schreiben, weil du dann einfach nur zwei weitere 
Bits auf Null gesetzt hast.

Autor: spess53 (Gast)
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Hi

>Wenn du 0xAA reinschreibst sind die hälfte der Bits
>gesetzt worden, danach kannst du auf die gleiche Zelle OHNE sie zu
>löschen noch auf 0x88 schreiben, weil du dann einfach nur zwei weitere
>Bits auf Null gesetzt hast.

Nö. Da gibt es noch 14 andere möglichkeiten.

>Wenn ich 100k mal eine Page lösche.. ist die dann kaputt?

Wird dein Yoghurt am Mindesthaltbarkeitsdatum schlagartig schlecht?

MfG Spess

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  DerAlbi (Gast)

>..ich dachte es sei immer andersrum.

Denkste, siehe Speicher.

>aber ungeschriebene Bits... nutzen die sich denn wirklich ab??

Hmmm, keine Ahnung. Wahrscheinlich nicht.

MFG
Falk

Autor: Termite (Gast)
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moin

usb speicher stiks setzen zwar auf flash bausteine, nur verhalten die 
sich nicht so.

Da sitzt noch ein kontroller davor der unter anderem Bad sektor 
detection macht. Sprich kaputte sektoren durch reserve sektoren ersetzt.

weiter wird wareleveling betrieben. das geht statisch als auch 
dynamisch. Aufgabe ist es die dauernden schreibzugriffe auf z.B. die Fat 
gleichmässig über alle sektoren des flash bausteins zu verteilen. es ist 
prinzipiell ein mapping von der sektoradressierung so wie sie der PC 
kennt auf die des Flash bausteins. dummerweise sind immer mehrere pc 
sektoren (512Byte) in einer flash zelle( z.B. 64KB) Dies kann nicht ohne 
zusätzliche sektoren funktionieren, da wie bereits erwähnt, eine Zelle 
immer nur komplett gelöscht werden kann. somit den sektor zu 
aktualliserenden sektor in eine neue zelle speichern, und den rest 
copieren. die alte zelle als gelöscht markieren und bei bedarf löschen. 
Spart ggf sogar zeit.

Dynamisch wird so ein system dann, wenn es erkennt, welche zellen wie 
oft überschrieben wurden, und diese dann ggf gegeneinander austauscht. 
z.B. wieder die FAT. wird bei jedem schreibvorgang aktuallisiert. Teile 
des OS werden nur bei einem System Update überschrieben. weiso den flash 
sektor mit diesen daten nicht mit denen der fat austauschen? einen noch 
unverbrauchten fur die sich schnell ändernde FAT und einen 
altersschwachen, für das sich langsam ändernde OS.

gruss

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Termite (Gast)

>weiter wird wareleveling betrieben. das geht statisch als auch

wearleveling, wie Abnutzung.

>sektoren (512Byte) in einer flash zelle( z.B. 64KB) Dies kann nicht ohne

Das sind keine Zellen, das sind Pages, sprich Seiten.

MfG
Falk

Autor: DerAlbi (Gast)
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Leider ist der Thread bissl vom Thema abgekommen: mir geht es nicht 
darum, wie das die Chips intern regeln und was da für eine Logik 
dahintersteckt. Das alles ist mir klar bzw oberflächlich bekannt.

Mir geht es wirklich nur um die physikalische Abnutzung des Speichers 
wenn er gelöscht/geschrieben wird.
Und deswegen frage ich nocheinmal eindeutig: Werden ungeschriebene Bits 
(also die, die noch auf 1 sind) bei einem erneuten Löschen auch 
beschädigt oder geschieht das nur dort, wo tatsächlich Ladungen fließen 
müssen.

Kurz: Kann ich einen Flash beliebig oft löschen, wenn ich ihn nicht 
beschreibe?
Oder anders kurz: kann ich ihn beliebig oft mit 0 beschreiben, wenn ich 
ihn nicht lösche?

Es wäre sehr schön, wenn mir das jemand fundiert beantowrten könnte.. 
;-)
Das die Bits in Bytes, diese wiederrum in Pages und diese wiederum in 
Sektoren und diese wiederrum in Protection-Bereiche gehören ist hierbei 
unwichtig.

Falk Brunner war am Thema schon am nächsten dran :-)
Timmo H. hat auch nen guten satz dabei.. aber ich frage halt hier 
allgemein ob es wirklich stimmt: "Wenn 0xFF geschrieben wird passiert 
auch nichts
mit dem Speicher."


MFG
Albi.

Autor: Timmo H. (masterfx)
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Stimmt ja auch so. Wenn du 0xFF schreibst werden die Bits einfach nicht 
angefasst.
Das was die Bits kaputt macht sind die Löschvorgänge, also der Wechsel 
von 0 nach 1 (oder umgekehrt je nach Implementierung). Da bei Bits, die 
noch auf 1 sind, die elekektronen nicht mehr durch die Oxidschicht des 
Floating-Gates tunneln müssen, wird die Oxidschicht auch nicht weiter 
beschädigt, und die Abnutzung der Oxidschicht gibt ja eben die 
Lebensdauer vor.

Das ist zumindest meine Auffassung der von mir angelesenen 
Informationen, eine Garantie gebe ich darauf also nicht. Ich habe noch 
einige NOR-Flash zu hause. Vielleicht lasse ich die mit meinem uC 
einfach mal ein paar Wochen lang nur löschen und messe dabei immer die 
Zeit. Mal gucken wielange das Teil durchhält.

@spess53
>Nö. Da gibt es noch 14 andere möglichkeiten.
Das 0x88 war auch nur ein Beispiel. Das da noch 0x8A,0x2A,0x82... sind 
ist mir auch klar.

Autor: Joerg Wolfram (joergwolfram)
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Die Frage lässt sich nicht allgemeingültig beantworten, das hängt ein 
ganzes Stück vom Design der Flashzellen ab. So kann z.B. "Negativ 
geladen" als "1" oder "0" betrachtet werden, je nachdem ob normal oder 
invertiert ausgelesen wird. Beim NOR-Flash, wie es im Mikrocontrollern 
verwendet wird, sorgt der Flash-Controller dafür, dass gelöschte Zellen 
nicht nochmals gelöscht werden. Anderenfalls könnte es zm Over-Erase 
kommen und das führt an allen Bits, die an der gleichen Datenleitung 
hängen, falsch gelesen werden.


>Wenn du 0xAA reinschreibst sind die hälfte der Bits
>gesetzt worden, danach kannst du auf die gleiche Zelle OHNE sie zu
>löschen noch auf 0x88 schreiben, weil du dann einfach nur zwei weitere
>Bits auf Null gesetzt hast.

Man sollte generell Flash-Zellen nicht mehrmals nacheinander 
beschreiben, ohne sie vorher gelöscht zu haben. Das geben auch die 
meisten Hersteller vor. Denn dabei kann zuviel Ladung auf die floating 
Gates gelangen, die sich beim nächsten Löschen nicht mehr sicher 
entfernen lässt.
Wenn man es denn unbedingt machem muss (z.B. EEPROM-Simulation) sollte 
man Bits die schon auf "0" stehen einfach mit einer "1" 
überprogrammieren.
Also im vorliegenden Fall anstelle mit 0x88 mit 0xdd drüber 
programmieren, das Resultat ist das gleiche schont aber das Bauteil.

Gruß Jörg

Autor: Timmo H. (masterfx)
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>Also im vorliegenden Fall anstelle mit 0x88 mit 0xdd drüber
>programmieren, das Resultat ist das gleiche schont aber das Bautei
Bis jetzt habe ich es noch nicht in Datenblättern von NOR-Speichern 
gesehen, habe bis jetzt aber auch nur Intel und Samsung angeguckt. 
Klingt auf jeden Fall interessant.

Autor: A. K. (prx)
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Kann gut sein, dass dies in keinem Datasheet drinsteht. Das ergibt sich 
eher aus dem Verständnis der verwendeten Technik. Und könnte bei Devices 
mit Eigenintelligenz und impliziter Verifizierung problematisch sein. 
Bei MLC-Flash geht das sowieso nicht, aber das sind dann NAND-Typen.

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