近年来,各向异性磁性材料因良好的随机特性为随机数发生器(Random Number Generator,RNG)等重要的硬件安全原语设计提供了一种新思路。已有的基于磁隧道结(Magnetic Tunnel Junction,MTJ)的随机数发生器方案虽然具有更高的安全性、能效...近年来,各向异性磁性材料因良好的随机特性为随机数发生器(Random Number Generator,RNG)等重要的硬件安全原语设计提供了一种新思路。已有的基于磁隧道结(Magnetic Tunnel Junction,MTJ)的随机数发生器方案虽然具有更高的安全性、能效和集成度等优点,但依然无法有效解决输出序列随机性受温度影响的问题。文章提出了非均匀写入法和非固定参考法两种灵活的抗温度干扰的真随机数产生方法。两种方法在提升随机数电路输出随机性的同时尽可能抵消环境温度的干扰。实验结果表明,两种随机数产生方案产生的随机数的香农熵在97%左右,且以较高的通过率(>98.5%)通过美国国家标准与技术研究院(National Institute of Standards and Technology,NIST)测试。展开更多
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
基于Landau-Lifshitz-Gilbert-Slonczewski(LLGS)方程,研究平面型Co Fe B/Mg O磁隧道结的磁矩翻转特性.数值计算结果表明,Co Fe B与Mg O间的界面各向异性,可降低磁矩翻转的阈值电流密度,达到106A/cm2量级.固定层磁矩方向和类场自旋转移...基于Landau-Lifshitz-Gilbert-Slonczewski(LLGS)方程,研究平面型Co Fe B/Mg O磁隧道结的磁矩翻转特性.数值计算结果表明,Co Fe B与Mg O间的界面各向异性,可降低磁矩翻转的阈值电流密度,达到106A/cm2量级.固定层磁矩方向和类场自旋转移力矩对自由层磁矩的翻转时间有重要影响.当固定层磁矩与自由层磁矩之间有一个小角度时,可显著加快自由层磁矩翻转.当类场自旋转移力矩与自旋转移力矩之比为负值时,类场自旋转移力矩与自旋转移力矩将促进自由层磁矩翻转;当相应的类场自旋转移力矩与自旋转移力矩之比为正值时,类场自旋转移力矩将阻碍自由层磁矩翻转.该研究可供自旋转移力矩驱动的磁性随机存储器件设计借鉴.展开更多
新型非易失磁性随机存储器(magnetic random access memory,MRAM)具有读写速度快、数据保持时间长、功耗低等优点,引起了研究人员的广泛关注。其优异的抗辐照能力被人们深入挖掘,有望进一步应用于航天等领域。本文回顾了MRAM的产业化发...新型非易失磁性随机存储器(magnetic random access memory,MRAM)具有读写速度快、数据保持时间长、功耗低等优点,引起了研究人员的广泛关注。其优异的抗辐照能力被人们深入挖掘,有望进一步应用于航天等领域。本文回顾了MRAM的产业化发展历程、技术变革及应用情况,列举了近年成熟的MRAM产品,对不同的代际MRAM的优缺点进行了剖析;对MRAM核心存储单元——磁隧道结(magnetic tunnel junction,MTJ)和外围基于互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor,CMOS)的读写电路的辐射效应分别进行了探讨;总结了近年来MRAM抗辐照加固设计方面的最新成果;对抗辐照MRAM在航空航天领域甚至核能领域的发展前景进行了展望。展开更多
本文针对3D堆叠磁随机存储器(Magnetic Random Access Memory,MRAM)的热学分析问题,在有限元法和热阻网络法的基础上,提出了一种局部等效法,可高精度并且快速地分析3D堆叠MRAM的热学分布.与有限元法相比,该方法使用直观方便,克服了有限...本文针对3D堆叠磁随机存储器(Magnetic Random Access Memory,MRAM)的热学分析问题,在有限元法和热阻网络法的基础上,提出了一种局部等效法,可高精度并且快速地分析3D堆叠MRAM的热学分布.与有限元法相比,该方法使用直观方便,克服了有限元法建模与求解复杂耗时的问题;与热阻网络法相比,局部等效法具有保持较高精度的特点,解决了热阻网络法针对带夹层和硅通孔(Through Silicon Via,TSV)的复杂封装问题时存在较大误差的问题.对比结果表明,使用本文提出的方法得出的各叠层的上表面温度误差均小于0.05℃,精度与有限元法一致,并且更便捷高效.同时对应的建模结构简单,避免了热阻网络法将含铜柱的夹层和含铜柱的硅层分开考虑的不准确性.本文的研究可为未来多层3D堆叠MRAM热学特性相关的设计与分析提供指导.展开更多
文摘近年来,各向异性磁性材料因良好的随机特性为随机数发生器(Random Number Generator,RNG)等重要的硬件安全原语设计提供了一种新思路。已有的基于磁隧道结(Magnetic Tunnel Junction,MTJ)的随机数发生器方案虽然具有更高的安全性、能效和集成度等优点,但依然无法有效解决输出序列随机性受温度影响的问题。文章提出了非均匀写入法和非固定参考法两种灵活的抗温度干扰的真随机数产生方法。两种方法在提升随机数电路输出随机性的同时尽可能抵消环境温度的干扰。实验结果表明,两种随机数产生方案产生的随机数的香农熵在97%左右,且以较高的通过率(>98.5%)通过美国国家标准与技术研究院(National Institute of Standards and Technology,NIST)测试。
文摘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.
文摘基于Landau-Lifshitz-Gilbert-Slonczewski(LLGS)方程,研究平面型Co Fe B/Mg O磁隧道结的磁矩翻转特性.数值计算结果表明,Co Fe B与Mg O间的界面各向异性,可降低磁矩翻转的阈值电流密度,达到106A/cm2量级.固定层磁矩方向和类场自旋转移力矩对自由层磁矩的翻转时间有重要影响.当固定层磁矩与自由层磁矩之间有一个小角度时,可显著加快自由层磁矩翻转.当类场自旋转移力矩与自旋转移力矩之比为负值时,类场自旋转移力矩与自旋转移力矩将促进自由层磁矩翻转;当相应的类场自旋转移力矩与自旋转移力矩之比为正值时,类场自旋转移力矩将阻碍自由层磁矩翻转.该研究可供自旋转移力矩驱动的磁性随机存储器件设计借鉴.
文摘新型非易失磁性随机存储器(magnetic random access memory,MRAM)具有读写速度快、数据保持时间长、功耗低等优点,引起了研究人员的广泛关注。其优异的抗辐照能力被人们深入挖掘,有望进一步应用于航天等领域。本文回顾了MRAM的产业化发展历程、技术变革及应用情况,列举了近年成熟的MRAM产品,对不同的代际MRAM的优缺点进行了剖析;对MRAM核心存储单元——磁隧道结(magnetic tunnel junction,MTJ)和外围基于互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor,CMOS)的读写电路的辐射效应分别进行了探讨;总结了近年来MRAM抗辐照加固设计方面的最新成果;对抗辐照MRAM在航空航天领域甚至核能领域的发展前景进行了展望。
