應用案例
（M2I公已量產使用我司代理品牌NETSO的STT-MRAM產品）
人機界面(HMI)是一個文本或圖形平臺，允許操作員/主管(用戶)和自動化設備之間進行交互。工業人機界面是工業操作員和生產線主管依靠控制制造或工業過程的主要工具。工業HMI的范圍從取代按鈕和開關的簡單便攜式接口到復雜的監控和數據采集(SCADA)操作面板。HMI有時也被稱為人機界面或操作面板或控制面板。
傳統的HMI解決方案是獨立的、隔離的終端，由OEM作為機器的一部分進行部署。物聯網時代的新HMI解決方案要么是預先配置好將數據發送到云，要么是內部部署解決方案。將數據推送到云的能力也使工程師能夠集成設備，例如智能手機或平板電腦，遠程監控機器和制造數據，或者簡單地將HMI帶到任何地方。隨著人機界面的移動化，現在有一個強大的推動力來減少PCB尺寸和功耗，以最大限度地延長電池壽命。
HMI系統設計是基于一個微處理器或微控制器來運行實現用戶界面的軟件。該系統還包括用于實現觸摸控制、圖形處理、機器接口、傳感器和網絡的設備。該系統需要一個外部非易失性擴展RAM存儲器來存儲預渲染的圖形、消息以及與警報和內部寄存器相關的日志數據。數據和消息日志記錄要求RAM具有較高的耐久性，以承受許多重復的讀寫操作。該RAM還需要能夠快速可靠地寫入，以便在意外斷電的情況下保護數據。
STT-MRAM磁阻隨機存取存儲器是存儲器的最新創新之一。這種創新技術有潛力將靜態RAM (SRAM)的速度和簡單性、非易失性和閃存的密度結合起來，意味著即使在斷電情況下也可以保存數據，避免了傳統存儲器在斷電時需要數據備份和恢復的問題。同時消耗非常低的功耗。MRAM能夠進行幾乎無限的寫入操作(10^14次寫入操作，10年以上的數據保留超過了大多數HMI的使用壽命周期)。NETSOL 的STT-MRAM配有 SPI/DPI/QPI接口與SDR和DDR串行接口兼容。非常適合用于HMI應用程序作為擴展存儲器。
NETSOL品牌的STT-MRAM單元的核心是一個專有的垂直磁性隧道結元件，如圖所示。垂直MTJ(pMTJ)產生“平面外”磁化。這減小了在高電阻狀態與低電阻狀態之間切換所需的切換電流。這也允許更好地縮放(例如更小尺寸的存儲器單元)。對比傳統的MTJ ，p-MTJ使得隧道阻擋部/自由層界面在磁場影響中更占優勢。
目前，作為其卓越的品質和性能的驗證，NETSOL的MRAM產品已作為樣品提供給全球200多家客戶，并持續被導入量產中。在PLC, HMI和測試設備等需要高可靠性的工業應用中獲得了許多設計大獎。
▍NETSOL STT-MRAM存儲器
MRAM特性
非易失性：MRAM是一種非易失性存儲器，意味著即使在斷電情況下也可以保存數據，避免了傳統存儲器在斷電時需要數據備份和恢復的問題。
讀寫次數無限：一種真正的隨機存取存儲器；允許在存儲器中隨機進行讀寫。MRAM 在待機狀態下還具有零漏電的特性，能夠承受100兆次的寫入次數，并且在 85°C 下能夠保留數據 10 年以上。
寫入速度快、功耗低：MRAM的寫入時間不僅低，并且功耗也極低，可實現瞬間開關機并能延長便攜機的電池使用時間。
此外，MRAM 對 α 粒子的固有抗擾度還使其適用于經常暴露于輻射的設備。
MRAM是最佳的統一存儲器
讀寫速度快，可作為工作存儲器→取代pSRAM和SRAM
非易失性，無需電源維護數據→替代nvSRAM、NOR
無需電容，無需電池→更換nvSRAM+超級電容和SRAM+電池
▍NETSOL STT-MRAM 選型
|
Density |
Part Number |
VDD(V) |
Package |
|
1M bit |
S3A1004V0M |
2.70~3.60 |
8WSON, 8SOP |
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S3A1004R0M |
1.71~1.98 |
8WSON, 8SOP |
|
|
2M bit |
S3A2004V0M |
2.70~3.60 |
8WSON, 8SOP |
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S3A2004R0M |
1.71~1.98 |
8WSON, 8SOP |
|
|
4M bit |
S3A4004V0M |
2.70~3.60 |
8WSON, 8SOP |
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S3A4004R0M |
1.71~1.98 |
8WSON, 8SOP |
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8M bit |
S3A8004V0M |
2.70~3.60 |
8WSON, 8SOP |
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S3A8004R0M |
1.71~1.98 |
8WSON, 8SOP |
|
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16M bit |
S3A1604V0M |
2.70~3.60 |
8WSON, 8SOP |
|
S3A1604R0M |
1.71~1.98 |
8WSON, 8SOP |
|
|
32M bit |
S3A3204V0M |
2.70~3.60 |
8WSON, 8SOP |
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S3A3204R0M |
1.71~1.98 |
8WSON, 8SOP |
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|
S3A3204R3M |
1.71~1.98 |
8WSON, 8SOP |
功能框圖—Serial STT-MRAM
具有SPI總線接口、XIP(就地執行)功能和基于硬件/軟件的數據保護機制。SPI(串行外設接口)是一個具有命令、地址和數據信號的同步串行通信接口。
該產品提供各種SPI模式，以允許帶寬擴展選項。SSPI (Single SPI)模式具有單(1)引腳用于命令信號。用戶可以選擇在1引腳，2引腳或4引腳之間分配多少引腳來地址和數據信號。DSPI(雙SPI)模式為命令、地址和數據信號提供雙(2)引腳。QSPI (Quad SPI)模式為命令、地址和數據信號提供四(4)個引腳。
NETSOL MRAM(串口)引腳分配
Parallel STT-MRAM 系列| Density | Part Number | Organization | Package |
| 1M bit | S3R1016V1M | 64Kx16 | 44TSOP2, 48FBGA |
| S3R1008V1M | 128Kx8 | 44TSOP2, 48FBGA | |
| 1M bit | S3R1016R1M | 64Kx16 | 44TSOP2, 48FBGA |
| S3R1008R1M | 128Kx8 | 44TSOP2, 48FBGA | |
| 2M bit | S3R2016V1M | 128Kx16 | 44TSOP2, 48FBGA |
| S3R2008V1M | 256Kx8 | 44TSOP2, 48FBGA | |
| 2M bit | S3R2016R1M | 128Kx16 | 44TSOP2, 48FBGA |
| S3R2008R1M | 256Kx8 | 44TSOP2, 48FBGA | |
| 4M bit | S3R4016V1M | 256Kx16 | 44TSOP2, 48FBGA |
| S3R4008V1M | 512Kx8 | 44TSOP2, 48FBGA | |
| 4M bit | S3R4016R1M | 256Kx16 | 44TSOP2, 48FBGA |
| S3R4008R1M | 512Kx8 | 44TSOP2, 48FBGA | |
| 8M bit | S3R8016V1M | 512Kx16 | 48FBGA, 54TSOP2 |
| S3R8008V1M | 1Mx8 | 44TSOP2, 48FBGA | |
| 8M bit | S3R8016R1M | 512Kx16 | 48FBGA, 54TSOP2 |
| S3R8008R1M | 1Mx8 | 44TSOP2, 48FBGA | |
| 16M bit | S3R1616V1M | 1Mx16 | 48FBGA, 54TSOP2 |
| S3R1608V1M | 2Mx8 | 44TSOP2, 48FBGA | |
| 16M bit | S3R1616R1M | 1Mx16 | 48FBGA, 54TSOP2 |
| S3R1608R1M | 2Mx8 | 44TSOP2, 48FBGA | |
| 32M bit | S3R3216V1M | 2Mx16 | 48FBGA, 54TSOP2 |
| S3R3216R1M | 2Mx16 | 48FBGA, 54TSOP2 | |
| 64M bit | S3R6416V1M | 4Mx16 | 48FBGA |
| S3R6416R1M | 4Mx16 | 48FBGA |
功能框圖— Parallel MRAM（x16 I/O模式）
該產品提供的容量范圍從1Mbit到64Mbit。是一種具有并行異步接口的完全隨機存取存儲器。支持x16或x8的I/O模式。x16 I/O模式允許通過數據字節控制(LB、UB)對上下字節進行訪問。支持異步頁面模式功能，提高讀寫性能。x16 I/O模式和x8 I/O模式的頁面大小分別為4個字和8個字。
NETSOL MRAM(并口 x16 I/O模式)引腳分配
功能框圖— Parallel MRAM（x8 I/O模式）
