Le memorie SIM, Smart card, Flash memory card sono memorie a supporto
elettronico cioè,
a differenza dei dischi che utilizzano un
supporto magnetico per la memorizzazione dei dati,
sono basate su dispositivi elettronici detti EEPROM (Elettrically
Erasable Programmable Read Only Memories). Questi circuiti sono per molti
versi
analoghi alla memoria centrale del computer (RAM): cioè sono costituiti
da numerose celle di memoria indirizzabili in modo casuale in grado
di memorizzare i valori che vi vengono scritti ma, contrariamente alla
RAM, mantengono memoria del valore scritto anche quando viene tolta
l’alimentazione. Una volta che un valore è stato scritto nella
cella di memoria questo viene conservato fino a che non sia esplicitamente
cancellato o riscritto.
Dal punto di vista strutturale,
ogni singola cella della memoria è costituita da due transistor detti:
Porta di controllo e Porta flottante, rispettivamente (vedi figura).
La cella
contiene il valore 1 quando è possibile un flusso di corrente
fra la linea di parola e la linea di bit.
Per cambiare tale valore in 0 viene utilizzato l’effetto tunnel di
Fowler-Nordheim. Applicando una tensione di 10-13 volt alla linea di
bit, viene fatta scorrere una corrente (che va a caricare la capacità
verso massa).
Tale corrente trasforma il transistor in un “cannone elettronico” che
“spara” elettroni attraverso il sottile strato di ossido (normalmente
isolante).
Nel transistor di controllo si genera quindi una carica negativa che
impedisce
ulteriore passaggio di corrente. Un “sensore di cella” misura la
quantità di carica
che attraversa lo stato di ossido e sulla base della misura stabilisce
se il valore della cella è 0 oppure 1.
Cancellazione
La cancellazione della memoria consiste nell’eliminare gli elettroni
intrappolati nelle celle a valore 0 e si effettua applicando un campo
elettrico opportuno a tutto il dispositivo. In questo modo tutte le celle vengono
svuotate e ritornano al valore 1.
A seconda delle applicazioni le memorie sono doate di ulteriore circuiteria
(controller) per implementare le funzionalità richieste. Ad esempio
per l’uso come “memory stick” il controller simula
il funzionamento di un disco
magnetico, in modo che non siano richiesti driver particolari
per la loro gestione.
Analizziamo un tipico
supporto di questo tipo: la Compact Flash utilizzata in varie
applicazioni come
macchine fotografiche digitali, notebook, ecc.:
- Sta in un contenitore di
36.4mm x 42.8mm x 3.3mm con connettore a 50 pin. - Supporta due diverse tensioni di alimentazione: 5 Volt e 3.3 Volt.
- Non richiede batterie per il mantenimento dei dati.
- Consente elevate velocità di trasferimento dati:
fino a 20 MB/s a 5 V di
alimentazione e fino a 6.6 MB/s a 3.3 V di
alimentazione.
Le memorie di tipo flash sono estremamente
affidabili e robuste
dal punto di vista meccanico, in quanto non hanno parti in movimento,
ed hanno consumi limitatissimi
ma, rispetto ai dischi magnetici, hanno minori capacità e,
a parità di capacità, un costo
assai più elevato.