避免EEPROM磨损
摘要：如果每隔几分钟（或几秒钟）定期更新EEPROM中的值，则可能会遇到EEPROM单元磨损的问题。为避免这种情况，您需要减少单元格中条目的频率。对于某些类型的EEPROM，甚至每小时超过一次的记录速度也可能是个问题。记录数据时，时间过得很快
EEPROM通常用于在嵌入式系统中保存设置和操作日志。例如，您可能希望黑匣子功能在发生事故或断电时记录最新数据。我已经看到需要每隔几秒钟记录一次此类数据的规范。但是问题是EEPROM的记录号资源有限。在记录100,000或一百万（取决于特定的芯片）之后，您的某些系统将开始遇到EEPROM故障的问题。 （在数据表中查找特定数量。如果要发布大量设备，“最坏情况”可能比“典型”情况更为重要）。一百万条记录看似庞大，但实际上它将很快结束。让我们看一个例子，假设我们需要每15秒将测得的电压存储在一个电池中。1,000,000条记录和15秒内的一条记录给出了每分钟记录：1,000,000 /（4 * 60分钟/小时* 24小时/天）= 173.6天。换句话说，您的EEPROM将在不到6个月的时间内用完一百万条记录。下图显示了基于特定EEPROM单元更新时间的磨损时间（以年为单位）。对于具有100万条记录资源的芯片，预期寿命为10年的产品的极限线是每5分钟15秒更新一次。对于具有100K资源的EEPROM，您每52分钟最多只能更新一次特定的单元。这意味着，如果您希望产品可以使用数年而不是数月，则不希望每隔几秒钟更新一次单元。上面的数值成线性比例，但是，在该设备中，还有其他因素，例如温度和访问模式。
降低频率
解决问题的最轻松的方法就是减少写频率。在某些情况下，系统要求允许这样做。或者，您只能记录任何重大更改。但是，对于与事件相关的条目，请注意一个可能的情况，在该情况下该值将不断波动并引起一系列事件，这些事件将导致EEPROM磨损。（如果您可以确定已记录EEPROM的次数，那就太好了。但这将需要一个计数器，该计数器将存储在EEPROM中……问题变成了计数器磨损问题。）营养减少中断
一些处理器具有低功耗中断，可用于将最后一个值写入EEPROM，而系统由于断电而关闭。通常，您将感兴趣的值存储在RAM中，并且仅在关闭电源时才将其保存到EEPROM中。或者，您可能会不时写入EEPROM，并作为关闭过程的一部分将另一个副本写入EEPROM，以确保写入了最新数据。重要的是要确保有一个大功率电容器，该电容器将维持足以对EEPROM进行编程的电压足够长的时间。如果您需要写入一个或两个值，而不是大数据块，则此方法可能有用。注意，错误的余地很大！环形缓冲区
磨损问题的经典解决方案是使用包含N个最后值条目的FIFO环形缓冲区。您还需要在EEPROM中保存一个指向缓冲区末尾的指针。这样可以减少EEPROM损耗，该值与该缓冲区中的副本数成比例。例如，如果缓冲区通过10个不同的地址来保存单个值，则每个特定单元的修改量将减少10倍，而写入资源将增加10倍。您还需要为10个副本中的每个副本分别设置一个计数器或时间戳，以便您可以确定关闭时最后一个副本。换句话说，您需要两个缓冲区，一个用于值，一个用于计数器。 （如果将计数器保存在相同的地址，则会导致其性能下降，因为它会随着每个记录周期的增加而增加。）此方法的缺点是您需要10倍的空间才能获得10倍的使用寿命。您可以很聪明，并在计数器中放入数据。如果您写入大量数据，则向计数器添加几个字节并不是什么大问题。但是无论如何，都需要大量的EEPROM。Atmel准备了一个包含所有血腥细节的Appnote：AVR-101：高耐用性EEPROM存储：www.atmel.com/images/doc2526.pdf计数器数量的特殊情况
有时您需要保存计数器，而不是自身的值。例如，您可能想知道设备打开的次数或设备的运行时间。计数器最糟糕的事情是它们不断更改最低有效位，从而更快地耗尽了较低的EEPROM单元。但是这里可以应用一些技巧。 Microchip的applet中有几个聪明的主意，例如使用格雷代码，以便当计数器值更改时，多字节计数器中只有一位发生更改。他们还建议使用校正代码来补偿磨损。 （我不知道这种代码的使用将有多有效，因为它将取决于计数器字节中的位的错误的独立程度，大约由作者自担风险）。请参阅Appnote：ww1.microchip.com/downloads/zh-CN/AppNotes/01449A.pdf注：对于那些想了解更多的人，Microchip编写了一个文档，其中包含有关EEPROM单元的布置及其磨损的详细信息，并带有图表：ftp.microchip.com/tools /memory/total50/tutorial.html如果您对抗磨损EEPROM有任何有趣的想法，请告诉我。来源：Phil Koopman，更好的嵌入式系统软件Betterembsw.blogspot.ru/2015/07/avoiding-eeprom-wearout.html译者注：近年来，EEPROM芯片与页面擦除组织一起出现（类似于FLASH芯片），在该组织中可以逐字节逻辑寻址单元（读，写和擦除），但该芯片对用户无形擦除整个页面并用新数据覆盖它。那些。擦除了地址0的单元之后，我们实际上擦除并重写了地址0 ... 255（页面大小为256字节）的单元，因此在这种情况下，缓冲区技巧将无济于事。当这种微电路的记录资源用尽时，不是一个单元发生故障，而是整个页面。在此类微电路的数据表中，记录资源是针对页面而不是针对特定电池的。例如，参见Microchip的25LC1024 数据手册。 Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN385213/
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