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基于全裕度SA的高读可靠性STT-MRAM两位量化器设计
1
作者 赖怡桐 唐慧琴 +1 位作者 陈平平 王少昊 《微电子学与计算机》 2024年第2期108-114,共7页
受隧道磁阻比(Tunnel Magneto Resistance,TMR)下降、工艺偏差和热波动等因素影响,先进工艺节点(亚25 nm)下的自旋转移力矩磁随机存储器(Spin Transfer Torque Magnetoresistive Random Access Memory,STT-MRAM)的读取裕度降低,读写正... 受隧道磁阻比(Tunnel Magneto Resistance,TMR)下降、工艺偏差和热波动等因素影响,先进工艺节点(亚25 nm)下的自旋转移力矩磁随机存储器(Spin Transfer Torque Magnetoresistive Random Access Memory,STT-MRAM)的读取裕度降低,读写正确率下降。纠错码(Error Correction Codes,ECC)技术方案能有效提升STT-MRAM读取可靠性。但是,常见的一位硬判决量化器无法发挥多位量化软判决ECC编解码算法的优势,而基于模数转换器的软判决量化器在实现上又要以牺牲面积和功耗为代价。提出的面向STT-MRAM的两位量化器采用全裕度灵敏放大器(Sensitive Amplifier,SA)和电阻量化判决门限,显著降低了量化器的电路复杂度和读写错误率。结果表明,在TMR和低读取裕度条件下,基于提出的两位量化器和极化码(Polar)编码的ECC算法能实现优于基于一位量化器的里德-索洛蒙博斯-乔赫里-霍克文黑姆码(Bose,Chaudhuri&Hocquenghem,BCH)编解码方案的输出帧错误率(Frame Error Rate,FER)。此外,本文提出在STT-MRAM级联信道模型中考虑实际SA引入的读判据错误,用于准确评估读取裕度对读正确率造成的影响。结果表明,基于全裕度SA的两位电阻量化方案能够显著提升判决器的有效读取裕度,减小SA引入的读判据错误,在TMR≤90%时,实现比采用一位硬判决量化器的BCH码平均低47%的输出FER。 展开更多
关键词 自旋转移力矩磁随机存储器 灵敏放大器 信道模型 信道量化器 纠错编码
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STT-MRAM存储器数据保持试验方法研究
2
作者 杨霄垒 申浩 《电子与封装》 2024年第7期80-84,共5页
自旋转移力矩磁随机存储器(STT-MRAM)的基本存储单元结构为磁性隧道结(MTJ),该单元的热稳定性会随着温度的升高而变弱。MTJ这一特性导致传统激活能计算模型无法直接应用于STT-MRAM的高温数据保持特性测试,因此研究STT-MRAM的数据保持特... 自旋转移力矩磁随机存储器(STT-MRAM)的基本存储单元结构为磁性隧道结(MTJ),该单元的热稳定性会随着温度的升高而变弱。MTJ这一特性导致传统激活能计算模型无法直接应用于STT-MRAM的高温数据保持特性测试,因此研究STT-MRAM的数据保持特性需探究可替代其激活能的参数。为此,搭建了基于Xilinx Kintex-7系列FPGA的测试系统,进行了多个温度数据保持试验,最终拟合出一个代替激活能来衡量STT-MRAM数据保持能力的参数,即热稳定因子。该多温度数据拟合热稳定因子的方法可有效评估STT-MRAM器件数据保持能力。 展开更多
关键词 自旋转移力矩磁随机存储器 磁性隧道结 数据保持 存储器测试
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一种适用于自旋磁随机存储器的低压写入电路 被引量：6
3
作者 张丽 庄奕琪 +1 位作者 赵巍胜 汤华莲 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期131-137,共7页
为了降低自旋转移力矩磁随机存储器的写入功耗,提出了一种低电源电压写入电路.该电路利用列选和读写隔离相结合的方法,减小了写入支路上的电阻,写入电源电压由1.8V降低为1.2V,写入功耗降低了近33%.同时,该电路减小了读取电流对磁隧道结... 为了降低自旋转移力矩磁随机存储器的写入功耗,提出了一种低电源电压写入电路.该电路利用列选和读写隔离相结合的方法,减小了写入支路上的电阻,写入电源电压由1.8V降低为1.2V,写入功耗降低了近33%.同时,该电路减小了读取电流对磁隧道结存储信息的干扰,可有效提高自旋转移力矩磁随机存储器的存储可靠性.利用65nm的磁隧道结器件模型和商用CMOS器件模型进行了电路仿真,仿真结果表明,低电源电压写入电路能有效降低自旋转移力矩磁随机存储器写入功耗,提高其可靠性. 展开更多
关键词 自旋转移力矩磁随机存储器 磁隧道结 低功耗 高可靠性
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STT-MRAM存储器抗磁场干扰能力研究
4
作者 申浩 王超 孙杰杰 《国外电子测量技术》 北大核心 2022年第1期118-122,共5页
自旋转移力矩磁随机存储器(STT-MRAM)作为一种新型非易失存储器,具有低功耗、读写速度快及与传统CMOS工艺兼容等特点,可作为Flash和静态随机存取存储器(SRAM)的理想替代品。STT-MRAM存储器的存储单元结构为磁性隧道结(MTJ),该结构由磁... 自旋转移力矩磁随机存储器(STT-MRAM)作为一种新型非易失存储器,具有低功耗、读写速度快及与传统CMOS工艺兼容等特点,可作为Flash和静态随机存取存储器(SRAM)的理想替代品。STT-MRAM存储器的存储单元结构为磁性隧道结(MTJ),该结构由磁性材料组成,其单元特性参数易受外部磁场的干扰,因此,需要对STT-MRAM存储器的抗磁场干扰能力进行评估。通过对STT-MRAM存储单元工作机制的深入研究,分析了STT-MRAM在读写过程中受外部磁场的干扰程度,提出了一种STT-MRAM抗磁场干扰能力试验方法,设计并搭建了基于Xilinx VIRTEX4系列FPGA的STT-MRAM抗磁场干扰能力试验平台,进行了STT-MRAM存储器的抗磁干扰能力试验。试验结果表明,STT-MRAM存储器的写入过程易受外界磁场的干扰,当超过临界磁场强度45 Gs时,测试芯片出现写入错误,随着外加磁场的增大,错误数量呈指数形式增长;而STT-MRAM存储器的读取过程受外界磁场的干扰程度较低,测试芯片的抗磁场干扰能力可达500 Gs。 展开更多
关键词 非易失性 自旋转移力矩磁随机存储器 磁性隧道结 抗磁场干扰 存储器测试
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基于STT-MRAM的位逻辑运算方案及灵敏放大器设计 被引量：1
5
作者 陆楠楠 王少昊 黄继伟 《电子技术应用》 2020年第6期40-44,50,共6页
基于1T1MTJ的自旋转移矩-磁随机存储器(STT-MRAM)提出了一种改进型存内位逻辑计算方案。该方案通过精简2T2MTJ存内位逻辑运算方案提升了存储阵列密度,通过互补型读出电路增加了“与非”和“或非”的运算功能。此外,还通过增加支路电压... 基于1T1MTJ的自旋转移矩-磁随机存储器(STT-MRAM)提出了一种改进型存内位逻辑计算方案。该方案通过精简2T2MTJ存内位逻辑运算方案提升了存储阵列密度,通过互补型读出电路增加了“与非”和“或非”的运算功能。此外,还通过增加支路电压稳定电路的方法,提出了一种适用于上述方案的改进型高速灵敏放大器。基于中芯国际55 nm LL逻辑工艺的仿真结果表明,相较于传统的灵敏放大器,该方案不仅读取速度提升了33%,在适配大型存储阵列(CB≥0.8 pF)时还拥有更强的读取能力与更优的功率积(PDP)。 展开更多
关键词 自旋转移矩-磁随机存储器(STT-MRAM) 位逻辑运算 高速 灵敏放大器
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