Wozu gibt es OTP?

Schon mal an sicherheitsrelevante Anwendungen gedacht?
OTP kannst du einmalig in der Firma programmieren und dann kann keiner 
mehr was dran drehen (ausser novh mehr bits zu setzen)

...Und keiner kann mehr eine andere Firmware aufspielen, um das Gerät,
welches ansonsten auf dem gigantischen Müllberg landet, weiter zu 
benutzen.

Man denke an per-device IDs. Fuer jeden IC ne eigene Maske machemn geht 
nicht, per laser ist teuer, flash koennte der user umprogrammieren.

OTPs sind im oberen Temperaturbereich langlebiger.

Es könnte auch sein, daß OTP physikalisch kein Flash ist, sondern 
Strukturen richtig verbrannt, zerstört, werden. Zumindest gab es das vor 
Jahren, PAL-Bausteine wurden mal so gebrannt. Wie es aktuell ist, da 
müßte ich selbst nach sehen.

Aber ich könnte mir vorstellen, daß so ein "gebranntes" OTP auch 
Radioaktivstrahlung widersteht, oder Anwendungen im Space, auch 
Alterung, Flash und EPROM eher nicht.

Bei den Bausteinen, wo Strukturen richtig verbrannt wurden, gab es aber 
auch Probleme. Und zwar wuchsen die Strukturen nach Jahren durch die 
irren elektrischen Feldstärken und Elektromigration wieder zu.

Um es richtig zu erfahren, müßte sich mal ein Spezialist aus der 
Halbleiterherstellung zu Wort melden.


Gestern gab es hier noch einen Thread mit defekter Waschmaschine, wo 
jemand einen anders beschrifteten Motorola 68HC05 draus erkannte. Das 
ist auch so ein OTP-Baustein. Ist er hin, da ist nix mehr mit auslöten 
und tauschen.

> Simple Frage: Wozu gibt es OTP? Ist das soviel günstiger als Flash?

Die Frage war seinerzeit nicht OTP oder Flash, sondern EPROM oder OTP.
Ein Plastikgehäuse ist um etliches billiger als Keramik. Der Flash kann 
erst 15 Jahre später als der EPROM.
Der OTP hat den Krieg einfach irgendwie überlebt und fristet sein Dasein 
parallel zum Flash.

Peter Dannegger schrieb:

> Und Intel hat vermurkste 8051-OTP einfach als ROM-less verkauft. Man
> konnte die 8051 nämlich auch mit externem EPROM verwenden.

Da hat wenigstens mal jemand mit gedacht. Maskenprogrammierte 8051 aus 
Altgeräten habe ich hier auch, die sind dann auf einfache Weise wie ein 
8031 einsetzbar, weil das interne ROM einfach abgeschaltet ist.

Mit Fenster gab es sie auch, 8751, aber die waren sehr teuer. Sie waren 
hauptsächlich für Entwicklungszwecke gedacht, man konnte sie aber auch 
ganz regulär einsetzen. Solche komischen Bausteine habe ich noch hier 
herum liegen, aber Peripheriebausteine aus der 82xx-Serie. Den 8155 als 
8755. Das war ein Multifunktionsbaustein für den 8-bit-Parallelbus mit 
ein wenig RAM und ROM, Timern und I/O-Port, extra für 8085-Schaltungen 
designt.

In einer Altanlage fand ich 10 Stück 68705P3, mit Fenster. Die habe ich 
natürlich entstückt, besonders weil ich ein Buch dazu habe. Verfasser 
war komischerweise ein Mann von VALVO, wo man sich mit dem 8051 
beschäftigte. Denn es wurde ja später Philips, die 8051-er führen.

> Siemens hat sich sehr lange Zeit dagegen gesträubt und erst 2006 seine
> 8051 auf Flash umgestellt.

Ach, das ist doch schon sehr lange Infineon, und ich befürchte, die 
können Flash durchaus. Haben die C515 nicht beispielsweise Flash, und 
gab es die nicht schon vor 2000?

OTP hat gegenüber Flash den Vorteil, dass OTP im selben Prozess wie 
Standard-CMOS-Logik hergestellt wird.
Flash ist demgegenüber deutlich komplizierter zu fertigen, ich habe 
gelesen dass man 8-11 zusätzliche Masken und entsprechend viele 
zusätzliche Fertigungsschritte benötigt.

Das kostet natürlich Geld.
OTPs werden heute allerdings seltener gefragt, daher sind sie bei den 
Standard-Distributoren vergleichsweise teuer.

Bei der Abnahme von sehr großen Stückzahlen macht sich das allerdings 
dann deutlich bemerkbar.

Peter Dannegger schrieb:

> Wilhelm Ferkes schrieb:
>> Haben die C515 nicht beispielsweise Flash
>
> Nö.
>
> • Full upward compatibility with SAB 80C515A
> • On-chip program memory (with optional memory protection)
> – C515C-8R : 64k byte on-chip ROM
> – C515C-8E : 64k byte on-chip OTP
> – alternatively up to 64k byte external program memory

Das stimmt einerseits. Ich sprach genau 1999 mal mit einem Händler, weil 
genau zu diesem Zeitpunkt der 80C515A auf C515 umgestellt wurde, und 
Siemens-Halbleiter zu Infineon wurde.

Andererseits diskutierte ich doch vor ungefähr drei Wochen hier noch mit 
einem C515-Anwender über das PWM-Problem, und der sprach nur von 
Flashen. Es scheint so, als müßte ich das Datenblatt mal hervor kramen. 
Der Mann hatte ein Eval-Board. Es kann natürlich sein, daß dieses Board 
ein Monitorprogramm bzw. Betriebssystem im ROM hat.

Aber Peter, du scheinst richtig zu liegen:

Im Datenblatt fand ich tatsächlich jetzt nur Masken-ROM und OTP.

Paul Hamacher schrieb:

> Besser nochn bissel OTP dazumachen, koscht ja nix,
> anstatt ihn einfach nur wegzulassen?

Peter und ich sprachen ja gerade über den C515, den es 
maskenprogrammiert und als OTP gibt. Maske ist anscheinend noch mal ein 
Stück günstiger, als OTP, in reichlich Stückzahl natürlich. Vielleicht 
auch noch mal sicherer im Datenerhalt.

Wilhelm Ferkes schrieb:
> Vielleicht auch noch mal sicherer im
>
> Datenerhalt.

Da Maske feste Verdrahtung statt irgendwelcher Speichertechnologien 
bedeutet ist Datenverlust ausgeschlossen.

Gregor B. schrieb:

> Da Maske feste Verdrahtung statt irgendwelcher Speichertechnologien
> bedeutet ist Datenverlust ausgeschlossen.

Ja, sicher. Dort werden die bits direkt auf Masse oder VCC gelegt.

Ehrlich gesagt, ich bräuchte als Entwickler durchaus Überwindungskraft 
und mal tief Luft holen, eine Maske über z.B. 50000 Stück in Auftrag zu 
geben. Wehe, da kommt noch mal ein Bug. Allerdings wird ja vorher 
sorgfältig getestet. Trotzdem.

Z.B. besitze ich eine Küchenwaage von Soehnle aus dem Jahr 1988. Dort 
ist ein µPD75xx irgendwas von NEC drin, auch Maske. Ich war mal 
neugierig, das Gerät aufzuschrauben. Der µC hat aber noch nicht mal 1kB 
ROM, solche Winz-Programme sind ja überschaubar.

Wilhelm Ferkes schrieb:
> mal tief Luft holen, eine Maske über z.B. 50000 Stück in Auftrag zu
> geben.

Da gabs in der Regel auch (sehr teure) Entwicklungsversionen, z.B. "Bond 
Out" Chips, bei denen die internen Busleitungen zugänglich gemacht 
waren, damit man das System sorgfältig testen konnte, bevor eine Maske 
angefertigt wurde. Katastrophen kamen natürlich trotzdem vor. Flash ist 
für den Entwickler viel nervenschonender.

Gruss Reinhard

Reinhard Kern schrieb:

> damit man das System sorgfältig testen konnte, bevor eine Maske
> angefertigt wurde

Beim 8051 gab es ja immerhin noch die EPROM-Version für 
Entwicklungszwecke.

> Katastrophen kamen natürlich trotzdem vor.

Wenn man damit nicht gleich aus der Firma raus fliegt, gehts ja noch. 
;-)

Georg G. schrieb:
> Dann löst du das Problem und wirst befördert!

Genau, nämlich vor die Tür!

scnr

Georg G. schrieb:

> Dann löst du das Problem und wirst befördert!

Das ist ja auch mal eine echte Option. Sie darf allerdings nicht 
rückfolgern lassen, daß man vorher was unzulänglich machte. ;-)

Helmut Lenzen schrieb:

> Hast mal gesehen wie die gebrannt wurden? Ich hatte mal bei so ein PROM
> aus Keramik den Deckel aufgemacht und dann programmiert. Da kann man auf
> dem CHip sehen welche Fuse durchgebrannt wurde. Man sah ueberall kleine
> Funken auf dem Chip.

Ich habe noch den von meinem sehr guten Bauelemente-Prof. empfohlenen 
Hans Lacour als Literatur. Sehr alt zwar, 1980. Dort sind zumindest 
Fotos Elektronenraster-Mikroskop zu Elektromigration auf gebrannten 
Bausteinen drin.

PROMs und OTP zum Schlachten kamen mir bis heute nicht unter, sie sind 
wohl seltenst, und wenn, eben nicht Keramik, und nicht leicht zu öffnen.

Helmut Lenzen schrieb:

> Ist bei mir auch schon ewig her, so um 1978 als ich die Dinger in die
> Finger bekam. Da wurden locker mal 200 Chips die falsch waren
> weggeworfen. Ein paar davon hatte ich dann mal gespaltet und den Rest
> programmiert.

Was war das denn? PAL-Bausteine?

Helmut Lenzen schrieb:

> Hast mal gesehen wie die gebrannt wurden? Ich hatte mal bei so ein PROM
> aus Keramik den Deckel aufgemacht und dann programmiert. Da kann man auf
> dem CHip sehen welche Fuse durchgebrannt wurde. Man sah ueberall kleine
> Funken auf dem Chip.

Das war aber mal richtig früh, da wurden Aluminium-Leiterbahnen 
durchgebrannt. Hatte den Nachteil, dass Metallspritzer im Bauteil 
unterwegs waren und Unheil angerichtet haben.

Später kamen dann die Antifuses, d.h. eine Zenerdiode wurde systematisch 
überlastet, so dass sie sich in einen Null-Ohm-Widerstand verwandelt 
(PAL16xxx, TBP28xxx).

Was wir heute als OTP kennen, sind EPROMs ohne Fenster. Nach 
Intel-Notation erkennt man solche Bauteile an einer "7" an der zweiten 
Stelle.


Bis vor 10 Jahren war Flash-EEPROM nicht gerade für seine 
Zuverlässigkeit bekannt. Daher hat man für kritische Anwendungen 
weiterhin (OTP-)EPROM oder Maske eingesetzt. Heute ist Flash so billig 
geworden, dass die anderen Technologien quasi aussterben. Selbst im 
Automotive-Bereich (mit 5 Mio Teilen / Jahr) lohnt sich keine ROM-Maske 
mehr.