一种基于嵌入式自旋转移力矩磁随机存储器的SoC存储系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于嵌入式自旋转移力矩磁随机存储器的SoC存储系统，包括：存储器控制模块、eSTT‑MRAM；所述存储器控制模块用于分别采用三组存储器控制信号对eSTT‑MRAM进行取指、读写和程序下载操作，完成对eSTT‑MRAM的时分复用；所述eSTT‑MRAM用于使电流极化形成自旋电流，并通过自旋电流中的自旋电子将自旋矩传递给自由层的磁矩，使其依据自旋电流的方向而发生转动，实现写入信息“0”或“1”，存储速度快。通过将eSTT‑MRAM划分为更多的功能区，将不同类型的传统存储器在SoC中执行的功能集中在一片eSTT‑MRAM上，实现功能更复杂的单一存储系统，大大提高了系统的存储速度，减小了存储系统的面积。

【技术实现步骤摘要】
一种基于嵌入式自旋转移力矩磁随机存储器的SoC存储系统
本专利技术属于存储器应用领域，更具体地，涉及一种基于嵌入式自旋转移力矩磁随机存储器(EmbeddedSpin-transfertorqueMagneticRAM，eSTT-MRAM)的系统芯片(SystemonChip，SoC)存储系统。
技术介绍
SoC技术的出现改变了传统嵌入式系统的设计观念，基于IP核的设计技术已成为嵌入式系统设计的主流。SoC的优势之一在于可以使用软硬件结合的方式实现各种复杂的功能，将硬件实现的效率高，速度快和软件实现的简单，低成本等优势结合在一起，以求达到性能和成本的折中。在SoC中，存储系统是联系硬件和软件的纽带。处理器从存储系统中读取程序，通过执行程序对硬件进行控制，执行程序的过程中也会产生临时数据存放在存储系统中。对于可编程SoC来说，存储系统还直接与上位机进行通信。因此，在SoC中，存储系统往往是数据交互最频繁的地方，存储系统的性能直接影响到整个SoC的执行效率。研究更高效的存储系统对提高SoC整体性能有着非常重要的意义。传统的嵌入式SoC的存储系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于嵌入式自旋转移力矩磁随机存储器的SoC存储系统，其特征在于，包括：存储器控制模块、eSTT-MRAM；/n所述存储器控制模块的输入端分别与AHB和上位机的异步收发传输器相连，所述存储器控制模块的输出端与所述eSTT-MRAM相连；/n所述存储器控制模块用于分别采用三组存储器控制信号对eSTT-MRAM进行取指、读写和程序下载操作，完成对eSTT-MRAM的时分复用；/n所述eSTT-MRAM用于使电流极化形成自旋电流，并通过自旋电流中的自旋电子将自旋矩传递给自由层的磁矩，使其依据自旋电流的方向而发生转动，实现写入信息“0”或“1”。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于嵌入式自旋转移力矩磁随机存储器的SoC存储系统，其特征在于，包括：存储器控制模块、eSTT-MRAM；
所述存储器控制模块的输入端分别与AHB和上位机的异步收发传输器相连，所述存储器控制模块的输出端与所述eSTT-MRAM相连；
所述存储器控制模块用于分别采用三组存储器控制信号对eSTT-MRAM进行取指、读写和程序下载操作，完成对eSTT-MRAM的时分复用；
所述eSTT-MRAM用于使电流极化形成自旋电流，并通过自旋电流中的自旋电子将自旋矩传递给自由层的磁矩，使其依据自旋电流的方向而发生转动，实现写入信息“0”或“1”。


2.根据权利要求1所述的基于嵌入式自旋转移力矩磁随机存储器的SoC存储系统，其特征在于，所述存储器控制模块包括程序读取单元、数据读写单元、程序下载单元、存储控制单元；
所述程序读取单元、所述数据读写单元和所述存储控制单元的输入端分别连接在AHB上，所述程序下载单元的输入端通过数据线与上位机的异步收发传输器相连，所述程序读取单元、所述数据读写单元和所述程序下载单元的输出端分别与所述存储控制单元的输入端相连，所述存储控制单元的输出端与所述eSTT-MRAM的输入端相连；
所述程序读取单元用于通过AHB总线信号获得对应指令的地址，并基于该地址控制读取eSTT-MRAM中存储的程序，实现处理器取指令操作；
所述数据读写单元用于将AHB总线信号转换成eSTT-MRAM的读写使能控制信号、待读写数据及其地址，实现对eSTT-MRAM中存储的用户数据或临时数据进行读写操作；
所述程序下载单元用于将上位机通过串口传输来的程序数据进行整理，排列为处理器可以识别的指令，并将其写入到eSTT-MRAM对应的地址；
所述存储控制单元用于根据AHB总线信号和程序下载单元的输入数据状态来确定程序读取单元、数据读写单元以及程序下载单元对eSTT-MRAM的控制权限。


3.根据权利要求2所述的基于嵌入式自旋转移力矩磁随机存储器的SoC存储系统，其特征在于，所述程序下载单元包括UART接口电路、写入数据寄存器、循环计数器、地址寄存器；
其中，所述UART接口电路的输入端通过数据线与上位机相连，所述UART接口电路的输出端与所述写入数据寄存器的输入端相连，所述写入数据寄存器、所述循环计数器以及所述地址寄存器的输出端分别与所述存储控制单元相连；
所述UART接口电路用于基于UART协议每次接收1比特上位机发送的数据存放在UART接口的数据缓冲器中，并且当接收满一字节时，将该字节数据传输到写入数据寄存器中；
所述写入数据寄存器用于接收上述数据缓冲器传输过来的字节数据，根据循环计数器的计数状态确定当前字节存放的位置，并将接收到的满32位的比特数据发送给eSTT-MRAM后进行清零操作；
所述循环计数器用于对写入数据寄存器接受到的字节个数进行循环计数，并将计数状态发送给写入数据寄存器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘冬生，刘星杰，卢楷文，张聪，刘波，
申请(专利权)人：华中科技大学，浙江驰拓科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42