Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Maskenprogrammierung - nutzbar?


von Steffen H. (steffenh)


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Hallo zusammen,

früher boten manche Mikrocontroller die Möglichkeit, einen internen ROM 
als Programmspeicher zu verwenden. Dieser ROM war allerdings nur per 
Maskenprogrammierung beschreibbar. Das heißt, man musste dem Hersteller 
seine Daten schicken und er hat dafür gesorgt, dass sie während der 
Produktion in den ROM kommen.

Wie genau hat das damals funktioniert? Wurden die Daten tatsächlich 
während der Fertigung in die Chipstrukturen "geätzt"? Oder war es evtl. 
doch so, dass sie über spezielle Kommandos nach der Fertigung 
programmiert wurden? Vielleicht ähnlich wie Fuses?

Konkret geht es um einen MC68336. Der interne ROM ist leer. Kann man da 
noch irgendeine Information reinbekommen? Beispielsweise eine 
Seriennummer o.ä.? Oder ist der ROM absolut unerreichbar?

Steffen

von (prx) A. K. (prx)


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Steffen H. schrieb:
> Wie genau hat das damals funktioniert? Wurden die Daten tatsächlich
> während der Fertigung in die Chipstrukturen "geätzt"?

Bei Masken-ROMs wurden die letzten Fertigungsschritte erst durchgeführt, 
wenn die zu programmierenden Daten vorlagen. Nur sinnvoll bei 
entsprechender Stückzahl, weil hohe Anlaufkosten bei geringen 
Stückkosten.

> Oder war es evtl.
> doch so, dass sie über spezielle Kommandos nach der Fertigung
> programmiert wurden?

Wenn es das Teil auch als EPROM-Version gab, und die Stückzahl klein 
war, konnte man statt der Maskenversion auch eine vom Hersteller 
programmierte OTP-Version ohne Fenster bekommen.

> Vielleicht ähnlich wie Fuses?

Einmalig programmierbare bipolare PROMs zur Durchbrennen gab es auch, 
schneller als EPROMs, stromfressend. Diese Technik wurde auch von der 
ersten Generation programmierbarer Logikbausteine verwendet, den PALs.

> Kann man da noch irgendeine Information reinbekommen?

Bei Masken-ROMs geht nachträglich nichts.

: Bearbeitet durch User
von Roland E. (roland0815)


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Steffen H. schrieb:
> Hallo zusammen,
>
> ...
> Konkret geht es um einen MC68336. Der interne ROM ist leer. Kann man da
> noch irgendeine Information reinbekommen? Beispielsweise eine
> Seriennummer o.ä.? Oder ist der ROM absolut unerreichbar?
>
> Steffen

Ich würde, ohne den Chip zu kennen, dort eine OTP-Variante vermuten. 
Oder einen Leseschutz. Denn ein leeres ROM in einen Controller zu 
produzieren macht mbMn keinen Sinn.

->Datenblatt lesen.

von Soul E. (Gast)


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Steffen H. schrieb:

> Wie genau hat das damals funktioniert? Wurden die Daten tatsächlich
> während der Fertigung in die Chipstrukturen "geätzt"? Oder war es evtl.
> doch so, dass sie über spezielle Kommandos nach der Fertigung
> programmiert wurden? Vielleicht ähnlich wie Fuses?

gaanz früher hat man ein Tape oder einen Stapel Lochkarten hingeschickt. 
Später dann eine Diskette, und zuletzt (um 2001) wurden die Daten 
elektronisch übertragen (DDX). Üblicherweise kamen die ersten tausend 
Teile noch als OTP-EPROM (oder Flash, als es das dann brauchbar wurde) 
und irgendwann gab es dann die Freigabemuster für den Maskenprozess. 
IIRC lohnte sich eine Maske ab 1-2 Millionen Stück pro Jahr.

Die obersten 1-2 Lagen des Chips wurden individuell für Dich gefertigt. 
Üblicherweise hatte man schon ein paar Wafer vorproduziert, wo nur noch 
die Metallisierung fehlte. Das geht dann relativ fix, ansonsten musste 
man für einen kompletten Durchlauf durch die Fab 6-8 Wochen rechnen.

Heute dürften Maskenprozesse weitgehend ausgestorben sein. Stattdessen 
hat man OTP-Bausteine mit Flash, dem die Ladungspumpe zum Löschen fehlt.


Und nein, Du kannst an einem Masken-ROM überhaupt nichts mehr verändern. 
Zumindest nicht mit Hausmitteln, mit einem FIB-Cutter lässt sich der 
Chip natürlich umbauen. Dafür halten Masken-ROMs quasi ewig, wogegen 
EPROM- oder FlashROM-basierte OTPs irgendwann nach 20-60 Jahren ihre 
Ladung verlieren.

Für 27Cxxx-EPROM ging man mal von 20 Jahren Datenerhalt aus. Die 
Erfahrung zeigt dass die meisten von denen auch nach 40 Jahren noch 
topfit sind. Ob Flash da mal hinkommt muss sich noch zeigen.

von Georg (Gast)


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Steffen H. schrieb:
> Der interne ROM ist leer.

Ziemlich sicher nicht, das wäre ja ein sinnloser Chip. Du kannst ihn 
bloss nicht lesen.

Steffen H. schrieb:
> Oder ist der ROM absolut unerreichbar?

Dann wäre er ja auch sinnlos - der/das ROM enthält ja den Code, den der 
Controller ausführen soll. Darunter auch "immediate data". Aber einen 
Schutz gegen Lesen von aussen gibt es schon lange zum Schutz der 
Software vor Kopierern.

Georg

von Andreas D. (rackandboneman)


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"Ich würde, ohne den Chip zu kennen, dort eine OTP-Variante vermuten.
Oder einen Leseschutz. Denn ein leeres ROM in einen Controller zu
produzieren macht mbMn keinen Sinn."

Wenn der Chip die Möglichkeit bietet statt dessen ein externes ROM zu 
benutzen, dann macht das ggf schon Sinn - eine Serie mit leerem ROM 
aufzulegen könnte günstiger sein als extra eine neue Maske ohne ROM zu 
fertigen.
Siehe 8051 classic :)

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Georg schrieb:
> Steffen H. schrieb:
>> Der interne ROM ist leer.
>
> Ziemlich sicher nicht, das wäre ja ein sinnloser Chip. Du kannst ihn
> bloss nicht lesen.

Da der MC68336 ein Mickroprozessor ist, kann er ganz normal Firmware im 
externen ROM abarbeiten.

von MaWin (Gast)


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Steffen H. schrieb:
> Wie genau hat das damals funktioniert

Um einen Chip zu fertigen, benötigt man mehrere Masken, darunter 1 für 
die Metallisierungslage oder Gate-Lage.

Diese eine Maske wird bei maskenprogrammierten Chips in der Produktion 
mit deinem Programm eingesetzt. Der Vorteil: diese Art der 
Programmierung hielt im Gegensatz zu OTP oder Flash ewig.

Nachträglich umprogrammieren ist also nicht möglich, heisst ja nicht 
ohne Grund ROM

Da 1 Maske deutlich über  10000 EUR kostet, Chips aber nicht mehr 
mehrere EUR sondern nur noch cents, ist maskenprogrammierung nicht mehr 
wirtschaftlich..

von rfidiot (Gast)


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von Steffen (Gast)


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Ich habe mir die Unterlagen zum Prozessor angeschaut. Es ist wirklich 
eine Maske. Also verstehe ich Euch so, dass es unmöglich ist, auch nur 
ansatzweise Daten da rein zu bekommen.

Danke für Eure Antworten!

Steffen

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