[EXPERIMENTO] Borrado de EPROMs con luz solar

[Marcos75]

Hola a todos.

Seguramente este tema os suene. Lo hemos discutido ya algunas veces. Otras veces habréis visto gente en los foros que, ante una foto de una placa sin pegatinas en las EPROMs, inmediatamente augura el borrado instantáneo de las mismas. Otros somos más tolerantes, y decimos que no pasa nada (por ejemplo, algunas placas tipo Nintendo no tapaban las ventanas de las EPROMs - no hay que olvidar que una placa está pensada para ir dentro de un mueble oscuro).

En fin, si vas a las especificaciones del fabricante, habla de cuánta radiación por superficie y tiempo tiene que recibir el material. Pero no se dan datos de cuánta radiación solar puede provocar el borrado parcial de la memoria. Y es que no es lo mismo el sol de Sevilla en Agosto, que el sol de Finlandia en Enero.

En resumen, me he cogido 4 EPROMs 27C512 de distintos fabricantes, las he borrado, las he programado con el código de programa de un juego real (el Rastan), y me propongo comprobar con cuántas horas de sol varía un byte (o más) de cada EPROM. Con que varíe un byte, el juego puede dejar de funcionar, así que ese es mi objetivo.

Las EPROMs estarán expuestas al sol directamente durante unas cuántas horas, y a luz del día durante otras horas. Iré apuntando cuántas horas de cada, e iré leyendo periódicamente las EPROMs para detectar cualquier alteración.

2 horas de sol

AMD, Texas Instruments, NEC, Mitsubishi: OK

4 horas de sol

Mitsubishi, NEC: OK
AMD: Comportamiento "anómalo"
Texas Instruments: Borrado (692 bytes afectados)

8 horas de sol

Mitsubishi, NEC: OK
AMD: Borrado (nº de bytes desconocido)
Texas Instruments: Borrado (nº de bytes desconocido)

[Pofo]

Yo digo que en 4 horas ya tienen corrupciones....a ver.

[Marcos75]

Actualizo el primer post con los primeros datos tras dos horas de sol directo.

[Pofo]

Ni estaras haciendo trampichuelas ponendolas a la sombra de una maceta no? Jajajajaja

[Marcos75]

Bueno, pues las condiciones eran extremas (luz solar directa, en España, en verano, con la ventana de cuarzo limpia con alcohol), pero 4 horas han bastado para borrar parte de una de las EPROMs: en concreto la Texas Instruments.

En la siguiente foto podéis ver la comparación entre la situación inicial, arriba, y la situacion tras 4 horas de sol, abajo. Como veis, algunos bits de determinados bytes se han puesto a 1, cuando eran 0s. El proceso de borrado lo que hace precisamente es poner todos los bits a 1, es decir, todos los bytes a FF.



En la EPROM AMD he detectado tres bytes distintos, pero no corresponde a un proceso de borrado. El sol, el calor, o simplemente el tiempo transcurrido (una grabación inadecuada), la han afectado, pero no se está borrando. Lo digo porque cuando una EPROM se borra sus bits pasan de 0 a 1. En este caso, si os fijáis en la siguiente foto, veréis que los bits han cambiado de 1 a 0.



La sigo teniendo al sol, pero no tendré en cuenta sus lecturas.

Un saludo.

[Marcos75]

Ya no da el sol por ningún lado en mi casa. Al final he decidido que el experimento va a ser solamente bajo luz directa del sol, para que sea lo más rápido posible. Mañana lo haré desde por la mañana, con lo que habrá más horas de exposición.

En esto 40 minutos extra he comprobado que la AMD no se ha modificado nada, con lo cual esos 3 bytes "modificados anómalamente" habrán sido un tema puntual. La Mitsubishi y NEC siguen sin borrarse nada (tras 4h 40 min), y la Texas Instruments sigue su proceso de borrado a buen ritmo. En estos 40 minutos extra se han visto afectados casi 4000 bytes.

Un saludo.

[ArcadeHacker]

Buenas, antes de tener borrador UV me tocaba borrarlas con luz solar. Aprox. me tardaban 1 semana en vaciarse.

[Marcos75]

Ese dato está bien, aunque parece que pueda haber diferencias entre fabricantes.

Pero lo realmente interesante era saber cuándo se modifica el primer bit, ya que a partir de ese momento se puede decir que existe el problema. Es decir, se trataba de ver cuánto nos podemos "descuidar".

De momento llevamos 4h 40min. Mañana espero poder meterles 8 horas más, o así.

Un saludo.

[Rockman]

Interesante experimento Marcos!

Por ahora acabas de hacer subir las acciones de NEC y mytsubishi! ;-)

Se hablo aquí en el foro del efecto Bitrot, que es la corrupción de los datos por el paso del tiempo, pudiera ser que no solo la luz puede afectar a los datos y que el tiempo, o una memoria muy "viejuna" pudiera corromper los datos antes de hora como te ha pasado con la AMD.

Hay que tener en cuenta que estos chips tienen 20, 30 o más años. Si sacaran una tirada nueva podría realizarse el experimento con mayor fidelidad. (Pero dudo que las compañías esten por la labor de fabricar ventanas jejeje).

Saludos!

[Marcos75]

Pero dudo que las compañías esten por la labor de fabricar ventanas jejeje

Supongo que fabricar e instalar la ventana de cuarzo es carísimo comparado con lo que cuesta una MASK del mismo tamaño.

[Marcos75]

Bueno, como podéis observar he abandonado el experimento, ya que lo que más me interesaba era saber a partir de cuándo empezaban a borrarse datos de las EPROM.

Deciros que después de esto las tuve otras 4 horas más a pleno sol de agosto. La TI siguió borrándose a marchas forzadas. La AMD comenzó a borrarse, y las NEC y Mitsubishi seguían sin alterarse.

Un saludo.

[Marcos75]

Por cierto, al parecer estas memorias se borran con luz de unos 230 nm, lo que corresponde al rango del UV-C. De mis años mozos creo recordar que el cristal normal de las ventanas es un filtro para ese tipo de radiación UV. EDITO: Mi memoria me fallaba. Como apunta Rockman, la radiación UVC es filtrada por los gases atmosféricos. El cristal lo que filtra es la radiación UVB.

En definitiva, que otra prueba interesante sería hacer lo mismo, pero detrás de un cristal de ventana normal. En teoría el proceso de borrado debería ser muchísimo más lento, o incluso "inexistente".

Un saludo.

[Rockman]

Hola Marcos.

Referente a tu trabajo práctico de investigación, mirando los datasheets que he encontrado de la 27C512 (TI y ST) hablan que la memoria puede borrarse hasta por la luz de un fluorescente si está expuesta durante años. Sobre la luz solar en el Datasheet de ST indica que la luz directa del sol durante una semana puede afectar ya a la memoria.
Toda la luz que contenga alguna parte de longitud de onda adecuada proxima al UV, más tarde o temprano acabará dañandola.

Lo que en la práctica, puede verse afectada millones de factores. Hasta el ángulo de incidencia de la luz. Para que fuera más fiable tendrias que haber puesto 50 de cada. Pero quizá sería pelín cansino. Otro factor a estudiar, sería como les afecta el paso de los años a las memorias de cada marca. Quién sabe si en el 1985 las memorias te hubieran respondido de otra forma.

He pegado aquí donde habla sobre el borrado de las 27C512 en sus respectivos datasheet para que veais lo que dicen los fabricantes:

Sobre ST: http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheet_pdf/sgs-thomson-microelectronics/27C512.pdf

ERASURE OPERATION (applies for UV
EPROM)
The erasure characteristics of the M27C512 is such
that erasure begins when the cells are exposed to
light with wavelengths shorter than approximately
4000 Å. It should be noted that sunlight and some
type of fluorescent lamps have wavelengths in the
3000-4000 Å range.
Research shows that constant exposure to room
level fluorescent lighting could erase a typical
M27C512 in about 3 years, while it would take
approximately 1 week to cause erasure when ex-
posed to direct sunlight. If the M27C512 is to be
exposed to these types of lighting conditions for
extended periods of time, it is suggested that
opaque labels be put over the M27C512 window to
prevent unintentional erasure. The recommended
erasure procedure for the M27C512 is exposure to
short wave ultraviolet light which has wavelength
2537 Å. The integrated dose (i.e. UV intensity x
exposure time) for erasure should be a minimum
of 15 W-sec/cm2. The erasure time with this dosage
is approximately 15 to 20 minutes using an ultra-
violet lamp with 12000μW/cm2 power rating. The
M27C512 should be placed within 2.5 cm (1 inch)
of the lamp tubes during the erasure. Some lamps
have a filter on their tubes which should be re-
moved before erasure.

Sobre la TI: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tms27c512.pdf

erasure ( TMS27C512)
Before programming, the TMS27C512 EPROM is erased by exposing the chip through the transparent lid
to a high intensity ultraviolet light (wavelength 2537 angstroms). EPROM erasure before programming is
necessary to
assure that all bits are in the logic high state. Logic lows are programmed into the desired locations.
A programmed logic low can be erased only by ultraviolet light. The recommended minimum exposure dose
(UV intensity×exposure time) is 15-W⋅s/cm2. A typical 12-mW / cm2, filterless UV lamp erases the device in
21 minutes. The lamp should be located about 2.5 cm above the chip during erasure. It should be noted that
normal ambient light contains the correct wavelength for erasure. Therefore, when using the TMS27C512, the
window should be covered with an opaque label.

Por lo que comentas que la Mitsu y NEC no han quedado afectadas. No he localizado los datasheets de ellas en concreto, pero dudo que sean especiales y protegidas contra la luz del sol.
Otra prueba paralela a la de la ventana que propones, sería probar a ponerle unas gafas de sol buenas a las memorias mientras toman el sol, que en teoría filtran toda la luz UV.

Otra prueba ya un poco más salvaje es ver cuantas horas de sol de agosto de Sevilla aguantan las memorias, no ya sin borrarse, si no derritiendo la propia memoria. ;-)

Saludos.

[Marcos75]

Hola Rockman, gracias por la información.

Lo de hacerlo detrás de la ventana es por lo siguiente: el objetivo del experimento era saber cómo puede afectar un "descuido" a nuestras placas. Generalmente no tendremos las placas expuestas a luz solar directa. Generalmente las tendremos en un sitio cerrado, en una terraza o habitación, pero probablemente con una ventana de por medio por donde pueda llegar la luz solar...

Por lo que veo se recomienda borrar la EPROM con luz UV-C, pero también son sensibles a longitudes de onda en el resto del espectro del UV (habla de 400 nm). Tengo mis dudas acerca de la eficacia del cristal normal como filtro UV a esas longitudes de onda tan altas...

Un saludo.

[Rockman]

Marcos, me has hecho repasar el espectro de la luz. :-)

A ver los UV van de una longitud de 400nm, donde empieza a llamarse UV, hasta 1nm (que es la de longitud más corta y más extrema y dañina).
Las luces que se usan para borrar nuestras queridas UVeprom o también se usan como bactericida en ciertos equipos son como tu dices la UV-C (UV de onda corta), que según me dice wikipedia esta entre 283 - 200nm.

Tanto en el datasheet de ST como el de TI indica que para borrarlas hace falta una logitud de onda de 2537Angstrom = 253,7nm
Aunque también indican que quedan afectadas, aunque en menor medida, por cualquier luz de entre 3000-4000Angstrom (300-400nm), vamos todo el rango entero de UV. También indica que la luz diurna y algunos fluorescentes de iluminación pueden contener parte de luz en el rango del UV cercano. El UV-C que nos llega del sol queda filtrada en la atmosfera por nuestra querida capa de ozono.
Una ventana de cristal típica de una casa no incorporan filtros de UV por lo que la componente UV de la luz diurna afectará a la larga las memorias. Quizá deberian pasar años para certificar tu prueba. Pero todo indica que la acabará borrando o alterando con los meses, años o decadas...

Por eso hay que tapar las memorias más preciadas con pegatinas que sean totalmente opacas, porque si se le pone una pegatina de papel no bloquea por completo la luz. De ahí que las que llevan muchas placas son plateadas y totalmente opacas.

[Marcos75]

Una ventana de cristal típica de una casa no incorporan filtros de UV por lo que la componente UV de la luz diurna afectará a la larga las memorias. Quizá deberian pasar años para certificar tu prueba. Pero todo indica que la acabará borrando o alterando con los meses, años o decadas...

No es que incorpore filtros, es que constituye un filtro para el UVB. Está claro que si la luz de hasta 400 nm afecta a las memorias, esas componentes no están filtradas por el vidrio, con lo cual a la larga acabarán afectando a las memorias.

Y ojo, hay que recordar que todo lo que estamos hablando es para LUZ SOLAR DIRECTA, no para luz del día.

Un saludo.

[Rockman]

No es que incorpore filtros, es que constituye un filtro para el UVB. Está claro que si la luz de hasta 400 nm afecta a las memorias, esas componentes no están filtradas por el vidrio, con lo cual a la larga acabarán afectando a las memorias.

Y ojo, hay que recordar que todo lo que estamos hablando es para LUZ SOLAR DIRECTA, no para luz del día.

Un saludo.

Marcos, estas diciendo que una ventana estándar de una casa es un filtro de UVB? No tenía yo constancia de eso. Donde lo pone?

Y aunque la luz solar directa afecte muchisimo más, que sepas que aunque no le de el sol directamente tambien está afectado por la luz ambiental del lugar.

Saludos. :-)

[Marcos75]

Sí, seguro que hay información por ahí. Yo lo "aprendí" hace muchos años porque trabajé en un proyecto muy relacionado con la radiación UV.

Está claro que la luz ambiente también contiene radiación UV reflejada por los materiales que nos rodean, pero con una intensidad muchísimo menor.

Un saludo.

[Pofo]

A mi lo que mas me preocupa es la degradacion natural de estas memorias, saber el tiempo de pervivencia medio antes de la corrupcion de datos y de la corrupcion del soporte fisico.

Recientemente de un salon arcade cerrado se llevaron 12 maquinas y estoy pendiente de ver el porcentaje de corrupciones, 3 de ellas las tiene un amiguete

Estas maquinas llevaban paradas unos 30 años y la unica que personalmente he tenido tiempo de mirar, tenia un transistor mal y las eproms intactas (me sorprendio, esperaba corrupciones), si no hubiera sido por el transistor hubiera arrancado del tiron. Sin embargo (y si alguien sabe mas que me corrija), las 2708 son bastante mas delicadas.

[Marcos75]

Yo también creo que cuando se fabricaban no se pensaría en que tenían que durar 30 años. Es probable que, efectivamente, sufran algún tipo de degradado.

El otro día estuve con una placa liado. Leía y releía una de las EPROM, y todo estaba correcto. Pero el juego a veces funcionaba bien y otra veces no. Cambié el zócalo, y el problema seguía. Programé una EPROM nueva, y los problemas desaparecieron. Es decir, probablemente el tiempo no solo afecte al contenido de las memorias, sino también a su "respuesta en frecuencia"...

[Pofo]

Es logico pensar que se degraden de una parte y a frecuencias elevadas (no se si un millon de ciclos por segundo, mas o menos) su respuesta tenga fallas.

De otra parte tampoco se si el sustrato fisico se degradara hasta tal punto que dejara de poder almacenar algunos bits.

De cualquier modo es lo que me preocupa mas a mi, ya que me he topado con algunas placas unicas (ricardo tiene una missile command de sonic, una cosmic alien que ahora no caigo de que mueble se saco, una asteroides que creo es americana de una sonic), y despues yo tengo por aqui aparte de la attack, la galaga francesa y un par de placas viejunas...una placa que me ha dejado con los gallumbos vueltos...el otro dia mirando ebay vi un cocktail de si no es el primer juego de snk...de los primeros, el ozma wars, pues mirando videos porque en la pantalla me sonaba, resulta que encontre una placa """"""""creo""""" que española bootleg (de muy mala calidad), que se llama "lucha espacial", es el mismo que el ozma solo cambian unas letras (no pone de quien es), peeeero su codigo esta corrupto y las eproms intente que me las miraran y estan en mal estado.

Perdonar el ladrillaco, a lo que voy es que lo que mas me preocupa a mi es que se pierda codigo de placas viejas por degradacion y que me temo que en muchas de las que aparezcan ahora si son unicas, nos vamos a comer los mocos.

En el caso de la lucha espacial creo que simplemente cambiaron ese texto, pero en otros casos, si que es importante leer y guardar el codigo original para preservarlos, muchas placas españolas para mi no tienen interes porque son simples retoques, pero otras creo que van mas alla como creo es el caso de la cosmic alien (ya me acuerdo, es de inder).

Saludos.

[Rockman]

Pues Marcos, desconocía ese hecho de las ventanas de cristal normal tenian ese tipo de filtro.

Y claro la circuiteria interna de la memoria puede quedar afectada con el tiempo, por el uso o el "abuso". No solo la información almacenada.

Respecto a la degradación de los datos por el tiempo, Robbie nos comento aquí por el foro que el efecto de degradación debida por el tiempo se le suele llamar en inglés bitrot.

Saludos.

PD: Pofo ya nos comentaras sobre esas memorias rescatadas de tiempos remotos. ;-) Quizá podamos hacer algo con ellas.

[Pofo]

El problema de la degradacion es que no podemos comparar una 2708 con una 27080.

Tengo la sensacion de que las de menos capacidad bien conservadas duraran mas al ser las pistas y celdas interiores mas grande y trabajar a menos frecuencia. Pero como hay en muchos casos 20 años de diferencia entre memorias y es una tecnologia super reciente...ya se vera.

A ver como estan estas placas en 50 años.

Me ha gustado el experimento.

[Marcos75]

El resumen sería: realmente es necesario proteger las ventanas de cuarzo de las EPROMs. No lo decimos por decir...

Un saludo.

[Pofo]

Mas o menos esto que se comenta es lo que se viene leyendo por la web.

http://electronics.stackexchange.com/questions/34607/erasing-eproms-with-sunlight

[Marcos75]

Además hay que insistir en lo verdaderamente importante. Nos comentaba edcross, y se lee en los datasheets, que bajo luz solar directa una EPROM tarda una semana en borrarse, y varios años bajo una luz fluorescente. Creo que esos datos son importantes, pero a lo que nosotros más nos interesa es que bastan 4 horas para que la EPROM vea modificado su contenido, aunque solamente sea en un bit.

Un bit puede ser la diferencia entre que un juego funcione, o no.

Un saludo.

[Pofo]

Lo encontreo, sabia que lo habia leido...esta es una aplicacion interesante.

http://www.physicsforums.com/showthread.php?t=637736