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《新型非揮發(fā)存儲(chǔ)器及系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)研究》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、4擊種成丈畫(huà)universityOfEL巨CTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA專(zhuān)業(yè)學(xué)位碩±學(xué)位論文IMASTERTHESISFORPROFESSIONALDEGREE觀、、氣/論文題目新型非揮發(fā)佑儲(chǔ)器及系統(tǒng)化化技術(shù)fi巧究專(zhuān)業(yè)學(xué)位類(lèi)別工程碩塵學(xué)號(hào)J201322030巧4作者她名陶子豪指營(yíng)教師化榮翔副教授-*一J-:獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)
2、行的研究工作?!鰳?biāo)注和致謝的地方及取得的研究成果據(jù)我所知,除了文中特別加,夕h,論文中不包含其他人己經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果也不包含為獲得電子科技大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)而使用過(guò)的材料。與我-同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論義中作了明確的說(shuō)明并表示謝意。:又作者簽名=日期;月>日論文使用授權(quán)本學(xué)位論文作者完全了解電子科技大學(xué)巧關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定,有權(quán)保留并向國(guó)家巧關(guān)部n或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤(pán),允許論義被查閱和借閱。本人授權(quán)電子科技大學(xué)可W
3、將學(xué)位論義的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索、,可采用影印縮巧或掃描等復(fù)制手段保存。、匯編學(xué)位論文(保密的學(xué)位論義在解密后應(yīng)遵此規(guī))定守^貪作者簽:名:導(dǎo)師簽名知手_化寺期:年r日月分類(lèi)號(hào)密級(jí)注1UDC學(xué)位論文新型非揮發(fā)存儲(chǔ)器及系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)研究(題名和副題名)陶子豪(作者姓名)指導(dǎo)教師伍榮翔副教授電子科技大學(xué)成都(姓名、職稱(chēng)、單位名稱(chēng))申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別碩士專(zhuān)業(yè)學(xué)位類(lèi)別工程碩士工程領(lǐng)域名稱(chēng)集成電路工程提交論文日期2016.03.18論文答辯日期2016.05.18學(xué)位授予單位和日期電
4、子科技大學(xué)2016年06月答辯委員會(huì)主席評(píng)閱人注1:注明《國(guó)際十進(jìn)分類(lèi)法UDC》的類(lèi)號(hào)。StudyonDeviceandSystemofEmergingNon-VolatileMemoriesAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAuthor:ZihaoTaoSupervisor:RongxiangWuSchool:SchoolofMicroelect
5、ronicsandSolid-StateElectronics摘要摘要新型非揮發(fā)存儲(chǔ)器(non-volatilitymemory,NVM)是一類(lèi)具有非揮發(fā)特性的新介質(zhì)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器,其主要代表有鐵電存儲(chǔ)器(FerroelectricRandomAccessMemory,F(xiàn)RAM),相變存儲(chǔ)器(PhaseChangeMemory,PCM),磁阻存儲(chǔ)器(MagnetoresistiveRandomAccessMemory,MRAM)和阻變存儲(chǔ)器(ResistiveRandomAccessMemory,RRAM)。
6、相比于傳統(tǒng)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器,新型非揮發(fā)存儲(chǔ)器還具有高速讀寫(xiě),低功耗和高密度存儲(chǔ)的特點(diǎn),被認(rèn)為是下一代半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的發(fā)展方向。本論文以新型非揮發(fā)存儲(chǔ)器為研究對(duì)象,對(duì)其在電路設(shè)計(jì)層面和存儲(chǔ)系統(tǒng)層面的若干內(nèi)容進(jìn)行了系統(tǒng)分析研究。在電路模塊層面,針對(duì)新型非揮發(fā)存儲(chǔ)器的操作特點(diǎn),首先對(duì)其讀寫(xiě)操作電路進(jìn)行了分析研究,總結(jié)歸納了讀寫(xiě)操作電路在設(shè)計(jì)上的共性方法,并通過(guò)具體電路仿真分析了其工作原理,參數(shù)影響和優(yōu)勢(shì);然后結(jié)合新型非揮發(fā)存儲(chǔ)器特點(diǎn),對(duì)其接口電路的設(shè)計(jì)做了一定研究,提出對(duì)接口電路模塊設(shè)計(jì),時(shí)序設(shè)計(jì),信號(hào)完整性設(shè)計(jì)等方面
7、的改進(jìn)方案。在多值存儲(chǔ)技術(shù)上,在充分調(diào)研了幾種新型非揮發(fā)存儲(chǔ)器多值存儲(chǔ)原理和特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,針對(duì)第二代磁阻存儲(chǔ)器(SpinTorqueTransferRandomAccessMemory,STT-RAM)多值存儲(chǔ)技術(shù)上的電流和功耗過(guò)載問(wèn)題,提出了2T1MTJs(2Transistors1MagneticTunnelJunctions)存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu),并采用45nm低功耗PTM(PredictiveTechnologyModel)場(chǎng)效應(yīng)晶體管模型進(jìn)行了仿真驗(yàn)證,結(jié)果顯示,與傳統(tǒng)1T1MTJs結(jié)構(gòu)相比,MTJs器件
8、中軟比特位上電流至少可減少一半,功耗至少可減少72%。在存儲(chǔ)器功耗優(yōu)化方面,在充分調(diào)研了從材料,器件結(jié)構(gòu),電路設(shè)計(jì)到存儲(chǔ)系統(tǒng)級(jí)的功耗優(yōu)化方案基礎(chǔ)上,針對(duì)其中的編碼優(yōu)化讀出功耗方案進(jìn)行了理論論證和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,證明其可行性。進(jìn)一步結(jié)合幾種新型非揮發(fā)存儲(chǔ)器特點(diǎn)分析研究了編碼優(yōu)化讀出功耗方案的適用性,基于此提出了加入奇偶校驗(yàn)位的改進(jìn)方案,理論論證表明,改進(jìn)方案相比于原本方案在數(shù)據(jù)可靠性方面更具有優(yōu)勢(shì),而功耗代價(jià)可以忽略。關(guān)