基于嵌入式STT-MRAM的架构方案

本文由everspin代理宇芯电子介绍关于新型的芯片架构,将嵌入式磁存储芯片STT-MRAM应用于芯片架构设计中,与传统芯片架构相比较,能够降低芯片漏电流,减少芯片静态功耗，延长手持设备的在线工作时长,降低整体使用成本。

本方案的技术特征在于:
(1) 用兼容SRAM的嵌入式STT-MRAM IP取代传统的SRAM单元。SRAM-like的总线接口信号包括片选CS、写使能WE、读使能RE、输出使能信号OE、复位 RST、时钟CLK、地址线A、数据输入线 DIN和数据输出线DOUT。除了一些串行配置接口之外,基本与SRAMIP的接口保持一致，非常便于SOC的系统集成。

如图1为应用嵌入式STT-MRAM之后的新型芯片架构示意图。

图1基于嵌入式STT-MRAM的新型芯片架构图

(2)嵌入式eMRAM的主要作用在于:取代片上的sram单元，用来保存系统交互数据和作为数据缓存。同时对于拥有TCM (Tightly CoupledMemory)技术的ARM核来说,用一块贴近ARM的MRAM ,可以用来存取指令,提升CPU取指令和执行的速度,进一步提升系统整体的性能。

(3)静态漏电流的显著降低。图2和图3描述了传统的带数据保持功能的Memory ( RetentionMemory)和eMRAM的供电示意。

图2 SRAM供电网络示意

对于具有数据保持功能的SRAM,本身带有两个电源,主电源和次电源。主电源给SRAM 外围逻辑和读写电路供电，在进入低功耗模式时可以关闭。次电源对SRAM内部的数据锁存单元进行供电,一直保持开启，目的是在进入低功耗模式下保证SRAM 原先存储的数据部分不丢失。因此对于RetentionSRAM中静态功耗的损耗主要是由内部数据保持单元的电源无法完全关断造成的。

对于MRAM来说，由于内部存储单元具备掉电不易失特性，因此当芯片进入低功耗模式时，MRAM的电源VDD可以完全关断,因而MRAM存储部分的漏电流能够完全消失。与SRAM相比较，芯片在低功耗模式下的静态功耗会有明显降低。

采用基于ARM Cortex-M3内核的参考芯片设计进行了实验，该设计采用4块大小为32kB的单口双电源Retention SRAM。基于GlobalFoundaries 22nm FD-SOI的工艺库评估显示,当芯片工作在0.8V标准电压，室温25℃时,SRAM部分的静态功耗为0.175mW;当芯片工作在50MHz的工作频率时，采用50%的翻转率进行估算,芯片的整体功耗为3.83mW。如果采用本文提出的新型芯片架构，用STT-MRAM来替换SRAM ,功耗能够降低约5%左右。如果对于内部SRAM比例更大(约30%-40%)的手机处理器来说,所节省的静态功耗会更明显,可以达到8%-10%左右。

图3MRAM供电网络示意

基于嵌入式STT-MRAM的新型芯片架构,能够在先进工艺节点下在一定程度上降低芯片的漏电流及静态功耗,从而使手持式物联网设备获得较原来更长的在线工作时长,降低TCO成本并提升产品竞争力。其在功耗要求高的手持设备、可穿戴设备、物联网领域具备广泛的应用前景。

基于嵌入式STT-MRAM的架构方案相关推荐

Kubernetes——基于容器技术的分布式架构领先方案，它的目标是管理跨多个主机的容器，提供基本的部署，维护以及运用伸缩...
1.Kubernetes介绍 1.1 简介 Kubernetes是什么? 首先,它是一个全新的基于容器技术的分布式架构领先方案. 其次,它是一个开放的开发平台. 最后,它是一个完备的分布式系统支撑平台 ...
几种常见的微服务架构方案简述——ZeroC IceGrid、Spring Cloud、基于消息队列
微服务架构是当前很热门的一个概念,它不是凭空产生的,是技术发展的必然结果.虽然微服务架构没有公认的技术标准和规范草案,但业界已经有一些很有影响力的开源微服务架构平台,架构师可以根据公司的技术实力并结合 ...
网络架构、云平台和微信公众号开发接入--基于嵌入式工程师的视觉
云与后端相关的技术似乎并不属于嵌入式和物联智能硬件开发工程师的范畴,但是嵌入式开发工程师有必要认识成熟的网络架构和相关的云技术,以拓展自己在系统架构方面的视野.大数据分析是物联网背后的核心价值,物联智 ...
808协议 java_基于JT/T808协议的车辆监控平台架构方案
技术支持QQ:78772895 1.车载终端协议网关采用mina/netty+spring架构,独立于其他应用,主要负责维护接入终端的tcp链接.上行以及下行消息的解码.编码.流量控制,黑白名单等安全 ...
linux开组态软件,基于嵌入式Linux的组态软件实时数据库的设计
1 引言实时数据库(real-TIme database, RTDB)作为组态软件设计与实现的核心内容解决了其所应对的现代工业生产现场环境中生产数据与控制数据类型复杂多样,数据处理与事件调度时间 ...
嵌入式linux 无线网卡,一种基于嵌入式Linux的无线网卡的制作方法
本实用新型涉及无线网卡技术领域,具体为一种基于嵌入式Linux的无线网卡. 背景技术: 随着移动通信和便携通信的发展,无线局域网WLAN应用而生,日渐普及,嵌入式系统的无线局域网接入可以实现对嵌入式系 ...
基于嵌入式Linux的SOHO路由器设计
http://tech.fuwuqi.com.cn/networkci/routswitch/2009-08-18/5057244114034.shtml 来源:维库作者:佚名发布时间:2009- ...
嵌入式linux电子设计,基于嵌入式Linux的PMP系统设计与实现
PMP系统简介便携式多媒体播放器(PMP),也就是通常人们所说的MP4,已成为继MP3以后消费类产品的一个新热点.PMP的主要优点是:携带方便,能够直接播放高品质音/视频文件:也可以浏览图片,以及作 ...
一张图读懂基于微信硬件平台的物联网架构
原文链接:点击打开链接一. 基于微信硬件平台的物联网架构图示上图涵盖以下信息: 1. 基于微信硬件平台的物联网的架构组成,有微信公众平台/硬件平台.第三方厂商云后端.手机微信/公众号.微信硬件 ...

基于嵌入式STT-MRAM的架构方案

基于嵌入式STT-MRAM的架构方案相关推荐

最新文章

热门文章