磁性随机存取内存（MRAM）技术结构剖析

MRAM迈向商业应用

在新一代内存技术开发竞赛中，飞思卡尔半导体（Freescale，原摩托罗拉半导体分部，后分拆独立）已实现了磁性随机存取内存(MRAM)的商业化。该公司在今年中发布了8年来的研究成果：4MB MR2A16A组件；其MRAM内存技术使用磁矩来保存位状态，符合商业应用需求。由于MR2A16A拥有多种独特功能，预计将在新兴内存应用市场中创造更大商机。

MR2A16A采用256K x 16位配置。它是一种异步设计，使用标准的芯片启动、写入启用和输出启用的接脚，实现了系统的灵活性，防止总线冲突。独立的字节支持接脚实现了灵活的数据总线控制，能以8位或16位为单位读取和写入数据。

MR2A16A的引脚定义

本质上来看，MRAM是一种非挥发性内存技术，在不需要电源的情况下，能将内存内容保留至少10年时间。而MR2A16A具有无限制写入能力。研究显示，即使在最恶劣的执行条件下，MR2A16A位单元也能承受58兆次读写周期。迄今为止，MR2A16A位单元从未出现耐久力方面的故障，而位循环研究仍在持续进行。

MR2A16A采用0.18μm制程，以及专用的MRAM制程来建构位单元。利用这两种技术，总共可形成5个互连层。该芯片使用3.3V电源。它具有对称的35奈秒的高速读取和写入存取时间，并实现了完全静态执行。首款MRAM组件采用44接脚的TSOP-II封装，符合RoHS标准。它配备了业界标准的中心电源和接地SRAM输出接脚，能应用于各种采用相同SRAM配置的现有硬件中。

MR2A16A的内部架构图

MR2A16A主要瞄准商用应用领域，在这些应用中，用户必须在系统崩溃时保存数据。当系统遇到电源故障时，有一些关键的数据参数必须在所有电源断开之前快速保存。保存在MR2A16A上的资料参数还可在事后检索，以诊断或排除导致系统故障的问题。对于这类‘黑盒’应用来说，MR2A16A相当适用，因为它能在断电时以SRAM速度写入数据，同时还能在没有任何电源的情况下保留数据。

MRAM还非常适合于那些需要‘恢复播放’功能的娱乐应用。在断电时，指示已播放媒体的时间戳记的书签被快速保存在非挥发性MRAM内存上。在重新接通电源时，它几乎可以瞬时执行恢复播放功能。

媒体恢复播放应用

MRAM同时可实现安全系统的加密管理功能。加密参数可以在系统关闭时快速保存和保留。同样，游戏机也需要在电源断开时快速保存数据参数，以保持数据完整性。