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MRAM芯片耐磁场能力测试方案设计
1
作者 孙科宇 《消费电子》 2025年第2期26-28,共3页
本研究介绍了MRAM存储器的概念和特点,引出耐磁场强度能力测试的需求。通过对磁场发生器、磁场强度测试仪器、芯片擦写设备选型和论证,最终完成了MRAM芯片耐磁场强度测试方案设计。
关键词 mram 芯片 磁场强度 测试
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STT-MRAM存储器失效机理及失效率分析
2
作者 李昆霖 姜岩峰 《磁性材料及器件》 2025年第5期43-51,共9页
针对STT-MRAM的三种软失效机制进行了分析,包括读取失效、留置失效和写入失效等,基于NeelBrown模型和Sun模型对每一种软失效机制下的失效率进行分析和推导,同时对MTJ氧化层击穿导致的存储单元损坏这一硬失效进行了探讨。提出了电流冲量... 针对STT-MRAM的三种软失效机制进行了分析,包括读取失效、留置失效和写入失效等,基于NeelBrown模型和Sun模型对每一种软失效机制下的失效率进行分析和推导,同时对MTJ氧化层击穿导致的存储单元损坏这一硬失效进行了探讨。提出了电流冲量模型,用于分析流过MTJ的电流强度和持续时间对失效率的影响。针对STT-MRAM的失效机制阐述了两种降低失效率的方法。结果表明,读写电流幅度、读写时间、热稳定因子以及MTJ本身材料的性质都会对STT-MRAM的失效率造成影响。基于MATLAB开发出了STT-MRAM失效率计算工具,能够计算给定条件下的失效率,为设计人员提供良好的数据参考。 展开更多
关键词 STT-mram 失效率 评估工具 电子能量模型 失效模型
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STT-MRAM绝对差值原位计算驱动的轻量型AdderNet电路设计
3
作者 王黎勋 张跃军 +2 位作者 李琪康 张会红 温亮 《电子与信息学报》 北大核心 2025年第9期3252-3261,共10页
随着人工智能研究的不断深入,卷积神经网络(Convolutional Neural Networks, CNN)在资源受限环境中的部署需求不断上升。然而,受限于冯·诺依曼架构,CNN加速器随着部署模型深度增加,卷积核逐层堆叠所引发的乘累加运算呈现超线性增... 随着人工智能研究的不断深入,卷积神经网络(Convolutional Neural Networks, CNN)在资源受限环境中的部署需求不断上升。然而,受限于冯·诺依曼架构,CNN加速器随着部署模型深度增加,卷积核逐层堆叠所引发的乘累加运算呈现超线性增长趋势。为此,该文提出一种基于自旋转移矩磁性随机存储器(Spin Transfer Torque-Magnetoresistive Random Access Memory, STT-MRAM)的轻量型加法神经网络(AdderNet)加速电路设计方案。该方案首先将L1范数引入存算一体架构,提出STT-MRAM绝对差值原位计算方法,以轻量级加法取代乘累加运算;其次,设计基于磁阻状态映射的可配置全加器,结合稀疏优化策略,跳过零值参与的冗余逻辑判断;最后,进一步构建支持单周期进位链更新的并行全加器阵列,实现高效的卷积核映射与多核L1范数并行计算。实验结果显示,在CIFAR-10数据集上,该加速器实现90.66%的识别准确率,仅较软件模型下降1.18%,同时在133 MHz频率下达到32.31 GOPS的最大吞吐量与494.56 GOPS/W的峰值能效。 展开更多
关键词 磁性随机存储器 加法神经网络 稀疏计算 硬件加速器 人工智能
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基于异构集成的MRAM设计及应用
4
作者 赵国强 赵毅 《功能材料与器件学报》 2025年第5期379-386,共8页
在后摩尔时代,“内存墙”与“功耗墙”双重瓶颈制约着电子系统性能的提升。磁随机存取存储器(magnetoresistive random access memory, MRAM)凭借其非易失性、高集成密度以及与互补金属-氧化物-半导体(complementary metal-oxide-semico... 在后摩尔时代,“内存墙”与“功耗墙”双重瓶颈制约着电子系统性能的提升。磁随机存取存储器(magnetoresistive random access memory, MRAM)凭借其非易失性、高集成密度以及与互补金属-氧化物-半导体(complementary metal-oxide-semiconductor, CMOS)工艺的良好兼容性,成为突破上述性能瓶颈的核心候选器件;而先进封装技术通过高密度互连,为MRAM与异构单元的高效融合提供了关键物理基础。系统梳理重布线层(re-distribution layer,RDL)、微凸点(μbump)、混合键合(hybrid bonding,HB)及硅通孔(through-silicon via,TSV)等先进封装技术类别及其特性,聚焦CMOS图像传感器、移动片上系统(system-onchip, SoC)和计算架构三大典型应用场景,深入剖析基于异构集成的MRAM设计方案,旨在为MRAM异构集成提供理论与实践参考,并推动其在智能成像、高性能计算等领域的产业化应用。. 展开更多
关键词 磁随机存取存储器 异构集成 先进封装
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MTJ MRAM的特性分析与设计 被引量:2
5
作者 尚也淳 刘忠立 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2003年第2期229-235,共7页
对 MTJ(磁隧道结 )的 GMR(巨磁阻 )效应进行了分析。 MTJ的结构、形态和工作条件会对 GMR效应产生不同的影响。提出了一种 4× 1位 MTJMRAM(磁存储器 )的电路结构 ,每个 MRAM的存储单元由一个MTJ和一个 MOSFET构成 ,用 MTJ两磁极磁... 对 MTJ(磁隧道结 )的 GMR(巨磁阻 )效应进行了分析。 MTJ的结构、形态和工作条件会对 GMR效应产生不同的影响。提出了一种 4× 1位 MTJMRAM(磁存储器 )的电路结构 ,每个 MRAM的存储单元由一个MTJ和一个 MOSFET构成 ,用 MTJ两磁极磁化方向的相对取向表示所存储的数据 ,数字线和位线电流产生磁场的共同作用可完成 MRAM数据的写入。 展开更多
关键词 磁隧道结 巨磁阻 MTJ mram 磁存储器 电路结构 磁阻率
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磁阻式随机存储器MRAM在片上高速缓存方面的应用 被引量:3
6
作者 雷馨 《重庆科技学院学报(自然科学版)》 CAS 2010年第5期164-167,共4页
介绍MRAM在不同层次的高速缓存方面的应用,讨论了如何用MRAM构建高速缓存,并与传统的SRAM和DRAM进行了比较,介绍了提高MRAM性能和降低其功耗的新方法。
关键词 mram 高速缓存 3D堆叠 SRAM-mram混合结构
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STT-MRAM器件自热效应的研究进展与应用挑战
7
作者 蓝樟生 朱赛克 +1 位作者 高世凡 曲益明 《功能材料与器件学报》 2025年第5期397-404,共8页
对自旋转移矩磁随机存取存储器(spin-transfer torque magnetic random-access memory,STT-MRAM)器件中自热效应(self-heating effect, SHE)的研究进展及面临的挑战进行系统综述。STT-MRAM作为新一代非易失性存储技术的重要候选,具备高... 对自旋转移矩磁随机存取存储器(spin-transfer torque magnetic random-access memory,STT-MRAM)器件中自热效应(self-heating effect, SHE)的研究进展及面临的挑战进行系统综述。STT-MRAM作为新一代非易失性存储技术的重要候选,具备高速读写、超高集成密度、低功耗和优异耐久性等优势,在存算一体与神经形态计算等领域展现出广阔的应用前景。然而,随着器件特征尺寸的持续缩小以及对更高存储密度日益迫切的需求,写入过程中所需的高电流密度不可避免地会引发焦耳热,导致器件内部尤其是磁隧道结(magnetic tunnel junction,MTJ)局部温度的瞬时升高。这种温度的急剧变化不仅影响磁性层的热稳定性,还可能加速界面缺陷生成与材料退化,进而威胁器件的长期可靠性。研究表明,自热效应会降低器件耐久性,并显著提高写入错误率,其作用机制常呈现非线性和随机性特征。系统梳理近年来STT-.MRAM自热效应方面的研究成果,深入分析其对器件耐久性与写入错误率的影响机制,并探讨其在存算一体架构应用中的核心挑战与未来的研究方向。 展开更多
关键词 自旋转移矩磁随机存取存储器 可靠性 自热效应 耐久性 写入错误率
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一种用于STT-MRAM的新型高速灵敏放大器
8
作者 袁世峰 王超 《中国集成电路》 2025年第10期35-39,45,共6页
自旋转移矩磁性随机存储器(STT-MRAM)已经是下一代计算系统中理想的存储方案之一,但是随着器件尺寸越来越小,供电电压的下降等原因,器件之间的失配越来越严重,由器件失配引起的失调电压对灵敏放大器性能的影响越来越大。为了解决这个问... 自旋转移矩磁性随机存储器(STT-MRAM)已经是下一代计算系统中理想的存储方案之一,但是随着器件尺寸越来越小,供电电压的下降等原因,器件之间的失配越来越严重,由器件失配引起的失调电压对灵敏放大器性能的影响越来越大。为了解决这个问题,根据灵敏放大器的工作原理,提出了一种具有消除失调电压的高速灵敏放大器,通过共用放大电路和锁存电路的电路结构,实现降低失调电压,减小其对灵敏放大器性能的影响,并使用分离支路来辅助加速读取过程,实现高速高可靠读取。基于SMIC 40nmCMOS工艺的仿真结果显示,在电源电压1.1V TT工艺角,-55℃-135℃温度下,读取时间3ns-4.5ns,该新型灵敏放大器的对隧穿磁阻率(TMR)为50%的MTJ实现可靠读取。 展开更多
关键词 自旋转移矩磁性随机存储器 灵敏放大器 高速 高可靠性
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一种STT-MRAM型NVSRAM单元电路设计
9
作者 李晓龙 王克鑫 叶海波 《电子与封装》 2025年第6期65-71,共7页
提出了一种基于自旋转移力矩磁随机存取存储器(STT-MRAM)的非易失性静态随机存取存储器(NVSRAM)单元电路结构。该结构主要由传统6T SRAM单元和非易失性磁性隧道结(MTJ)2部分构成,2者相互独立。在电路正常进行读写操作时MTJ模块不工作,... 提出了一种基于自旋转移力矩磁随机存取存储器(STT-MRAM)的非易失性静态随机存取存储器(NVSRAM)单元电路结构。该结构主要由传统6T SRAM单元和非易失性磁性隧道结(MTJ)2部分构成,2者相互独立。在电路正常进行读写操作时MTJ模块不工作,电路等效为传统6T单元。只有在电路断电前,MTJ才开始存储节点数据,上电后存储节点自动恢复为断电前状态。这种独立模式极大地降低了电路功耗和时序复杂度。该电路读写操作和MTJ数据操作可以同步进行,MTJ存储数据不会影响当前存储节点的数据状态。仿真结果表明,该电路结构具有较低的写功耗,与6T单元相当。电路具有较短的数据恢复时间,仅需194 ps。 展开更多
关键词 自旋转移力矩磁随机存取存储器 静态随机存取存储器 非易失性 低写功耗
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磁阻随机存取存储器(MRAM)的原理与研究进展 被引量:5
10
作者 吴晓薇 郭子政 《信息记录材料》 2009年第2期52-57,共6页
磁阻式随机存取存储器(MRAM)已被公认为一种前景非常广阔的存储器。本文综述了MRAM的概念和原理,以及它和目前常见的静态随机存储器(SRAM)、动态随机存储器(DRAM)、闪存(FLASH)等类型的存储器的差别。实用型MRAM主要利用隧道磁阻(TMR)效... 磁阻式随机存取存储器(MRAM)已被公认为一种前景非常广阔的存储器。本文综述了MRAM的概念和原理,以及它和目前常见的静态随机存储器(SRAM)、动态随机存储器(DRAM)、闪存(FLASH)等类型的存储器的差别。实用型MRAM主要利用隧道磁阻(TMR)效应,所以目前MRAM的研究重点之一就是如何提高传统的TMR材料的性能。MRAM的另外一个研究方向是发展新原理和新结构的MRAM。本文重点介绍了目前2种主要的MRAM,即toggle-MRAM和SST-MRAM的发展情况。 展开更多
关键词 mram TMR效应 自旋转矩效应 旋档切换开关
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基于FPGA的MRAM特性测试系统
11
作者 胡迪青 管希东 +1 位作者 吴非 朱铭 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2015年第S2期103-110,共8页
由于传统的磁盘甚至已广泛应用的Flash固态盘已无法很好地满足当前对存储器在集成度、读写速度、可靠性方面的需求,故须积极寻找新一代存储介质尝试与当前存储器混合使用甚至替代之.而磁阻随机存储器(magnetic random access memory,MR... 由于传统的磁盘甚至已广泛应用的Flash固态盘已无法很好地满足当前对存储器在集成度、读写速度、可靠性方面的需求,故须积极寻找新一代存储介质尝试与当前存储器混合使用甚至替代之.而磁阻随机存储器(magnetic random access memory,MRAM)作为一种非易失性存储器,拥有静态随机存储器(satic random access memory,SRAM)的高速读取写入能力,以及动态随机存储器(dynamic random access memory,DRAM)的高集成度,同时比DRAM更低的能耗,并具有无限的读写次数,这些优秀的特性使得MRAM拥有很好的潜力成为下一代主流存储介质.为了对MRAM的读写性能、功耗等有深入的理解,设计并实现了一个MRAM测试平台,完成对MRAM读写性能测试和特性数据采集.该测试平台主要由MRAM控制器设计、MRAM特性数据采集、读写性能测试3个方面组成,由MRAM控制器对MRAM芯片进行读写完成读写性能测试,采集MRAM在读、写、空闲等状态下的特性数据.实验表明,MRAM具有良好的读写性能和低功耗,有条件成为下一代主流存储介质. 展开更多
关键词 磁阻随机存储器 特性数据采集 mram控制器 测试平台
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飞思卡尔扩展MRAM产品系列引领非易失性存储器的未来
12
作者 周鑫 《电子技术应用》 北大核心 2007年第9期19-20,共2页
经常有人将磁阻RAM(MRAM,Magnetoresistive Random Access Memory)称作是非易失性存储器(nvRAM,Non—Volatile RAM)的关键性技术。作为一项非易失性存储器技术,MRAM可以在掉电时保留数据,并且不需要定期刷新。MRAM利用磁性材料... 经常有人将磁阻RAM(MRAM,Magnetoresistive Random Access Memory)称作是非易失性存储器(nvRAM,Non—Volatile RAM)的关键性技术。作为一项非易失性存储器技术,MRAM可以在掉电时保留数据,并且不需要定期刷新。MRAM利用磁性材料和传统的硅电路在单个器件中提供了SRAM的高速度和闪存的非易失性,它的寿命几乎是没有限制的。MRAM器件可以用于高速缓冲器、配置内存和其官要求高辣、耐用和非易失性的商业应用。 展开更多
关键词 非易失性存储器 mram 品系 卡尔 Random Access 高速缓冲器 SRAM
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MRAM开始量产
13
作者 大石基之 堀切近史 邱石 《电子设计应用》 2006年第9期87-88,共2页
关键词 mram 非易失性存储器 巨磁阻抗效应 飞思卡尔公司 产品规格 读写操作 市场
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基于MRAM+Flash的多路采集存储系统 被引量:2
14
作者 王悦凯 马游春 丁宁 《电子器件》 CAS 北大核心 2016年第3期662-666,共5页
为了实现飞行数据采集中在负延时测试,设计了一种以MRAM与Flash相结合的多模式存储方式,并利用FPGA作为主控制部分的多路数据采集存储系统;并对数据编码进行了优化。实现了对飞行器负延时170 ms内的状态监测,为存储测试试验准备预留了... 为了实现飞行数据采集中在负延时测试,设计了一种以MRAM与Flash相结合的多模式存储方式,并利用FPGA作为主控制部分的多路数据采集存储系统;并对数据编码进行了优化。实现了对飞行器负延时170 ms内的状态监测,为存储测试试验准备预留了更加充足的装配调试时间,极大的降低了系统的功耗,最终成功应用于某飞行数据记录器上。 展开更多
关键词 采集存储 负延时 低功耗 mram+Flash
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自旋注入MRAM再显活力 瞄准汽车和手机市场
15
作者 大石基之 林咏(译) 《电子设计应用》 2008年第3期34-36,38,39,40,共6页
利用磁阻效应的非易失性存储器MRAM最近开始复苏,全球很多存储器厂商正在加速开发采用自旋注入反磁化方式的新型MRAM(见图1)。在与磁存储相关的国际会议一第52届磁学与磁性材料年会(52nd Annual Conference on Magnetism and Magnet... 利用磁阻效应的非易失性存储器MRAM最近开始复苏,全球很多存储器厂商正在加速开发采用自旋注入反磁化方式的新型MRAM(见图1)。在与磁存储相关的国际会议一第52届磁学与磁性材料年会(52nd Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials,MMM)上,多家厂商相继发布了多种技术方案,可以将自旋注入MRAM的制造工艺提升到45nm-32nm, 展开更多
关键词 mram 自旋注入 手机市场 非易失性存储器 活力 汽车 瞄准 磁阻效应
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磁阻式随机存储器(MRAM)重离子单粒子效应试验研究 被引量:2
16
作者 戈勇 高一 +3 位作者 梅博 于庆奎 孙毅 张洪伟 《航天器环境工程》 2018年第6期561-567,共7页
磁阻式随机存储器(MRAM)作为非电荷存储的非易失存储器在抗辐射性能上有一定的优势,在空间有较好的应用前景。文章分析了MRAM的工作原理,选取典型的MR0A08BCYS35型MRAM存储器为研究对象,进行了重离子单粒子效应敏感性试验研究,在此基础... 磁阻式随机存储器(MRAM)作为非电荷存储的非易失存储器在抗辐射性能上有一定的优势,在空间有较好的应用前景。文章分析了MRAM的工作原理,选取典型的MR0A08BCYS35型MRAM存储器为研究对象,进行了重离子单粒子效应敏感性试验研究,在此基础上,利用专用软件Fore CAST计算预估了该种器件空间应用条件下的单粒子在轨翻转率,给出了在轨应用的具体建议。 展开更多
关键词 mram 单粒子效应 单粒子翻转 单粒子锁定 翻转率
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基于2T1MTJ单元结构的STT-MRAM存内计算实现 被引量:2
17
作者 郑志强 陈俊杰 +2 位作者 颜思岑 胡炜 王少昊 《微电子学与计算机》 2021年第11期101-108,共8页
在处理数据密集型应用时,传统冯·诺依曼计算体系架构难以兼顾低延时与低功耗.通过数据处理架构创新,存内计算技术可有效提升处理器与内存间的通信效率并克服"内存墙"性能瓶颈.提出了一种基于2T1MTJ(双晶体管单磁隧道结)... 在处理数据密集型应用时,传统冯·诺依曼计算体系架构难以兼顾低延时与低功耗.通过数据处理架构创新,存内计算技术可有效提升处理器与内存间的通信效率并克服"内存墙"性能瓶颈.提出了一种基于2T1MTJ(双晶体管单磁隧道结)单元结构的通用型STT-MRAM(自旋转移矩磁性随机存储器)存内计算方案,通过复用存取晶体管将位逻辑运算的控制前置于阵列中,并能同时兼顾MRAM常规存储功能.结合SMIC 55nm工艺与p-MTJ紧凑模型进行了CMOS/MTJ混合仿真,并与基于1T1MTJ和2T2MTJ单元结构的同类方案进行了性能对比.结果表明,由于运用了和存储单元具有相同MTJ的单一逻辑运算参考单元,2T1MTJ方案的与/或位逻辑运算正确率和单元写入正确率在不同MTJ工艺偏差、TMR(隧穿磁阻效应)偏差、温度变化、电压波动情况下,整体优于1T1MTJ方案;相比2T2MTJ方案,提出方案的写入正确率高37.1%,单元面积减半.此外,还提出一种采用双阈值晶体管的改进型2T1MTJ单元结构方案,其读写性能均优于采用相同存取晶体管的2T1MTJ方案,其中对单元写入正确率的提升达9.4%. 展开更多
关键词 自旋转移矩-磁随机存储器(STT-mram) 2T1MTJ 存内计算
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面向物联网应用的DRAM与STT-MRAM异构内存系统 被引量:1
18
作者 刘晨吉 陈岚 +3 位作者 郝晓冉 倪茂 孙浩 潘磊 《电子设计工程》 2020年第23期1-4,共4页
DRAM内存由于刷新能耗高已无法满足未来应用对物联网终端低能耗的需求。新型非易失存储器具有静态功耗低、存储密度高、读写性能与DRAM相当等特点。其中,STT-MRAM是最有希望取代DRAM成为下一代内存的新型非易失存储器之一。构建DRAM与ST... DRAM内存由于刷新能耗高已无法满足未来应用对物联网终端低能耗的需求。新型非易失存储器具有静态功耗低、存储密度高、读写性能与DRAM相当等特点。其中,STT-MRAM是最有希望取代DRAM成为下一代内存的新型非易失存储器之一。构建DRAM与STT-MRAM异构内存系统,并提出一种基于数据高速缓存访存特征的“分时-并行”异构内存数据迁移算法,在保证内存系统性能的前提下,降低内存系统能耗。使用商用DRAM与STT-MRAM的Verilog模型搭建支持异构内存系统的硬件仿真平台。实验结果表明,文中提出的DRAM与STT-MRAM异构内存系统与DRAM内存相比,性能相当,内存能耗平均降低27%。 展开更多
关键词 物联网终端 STT-mram 异构内存 分时-并行
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抗辐射MRAM的外部程序存储器设计 被引量:1
19
作者 谢妮慧 王淳 何海燕 《单片机与嵌入式系统应用》 2017年第4期46-50,共5页
本文提出了一种基于MRAM的外部程序存储器设计方案,并以3D-PLUS公司的MRAM芯片3DMR2M16VS2427为例介绍了一种不需要进行文件格式的转换,采用通用扩展语言(GEL,General Extension Language)函数编制在线编程程序,通过DSP仿真器实现的外... 本文提出了一种基于MRAM的外部程序存储器设计方案,并以3D-PLUS公司的MRAM芯片3DMR2M16VS2427为例介绍了一种不需要进行文件格式的转换,采用通用扩展语言(GEL,General Extension Language)函数编制在线编程程序,通过DSP仿真器实现的外部存储器在线编程方法。 展开更多
关键词 mram GEL 在线编程 仿真器 CCS
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Everspin推出带Quad SPI接口的1 Mbit串行MRAM器件 被引量:1
20
《电子技术应用》 北大核心 2013年第4期4-4,共1页
引脚数为并行I/OMRAM的一半,速度高达并行I/OMRAM的1.8倍 Everspin科技公司最近宣布推出一款带有Quad SPI接品的1 Mbit全新串行MRAM器件MR10Q010。Quad SPI有4个I/O通路,从一个串行I/O通路的SPI发展而来。
关键词 SPI接口 QUAD mram 串行 器件 I O 并行 通路
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