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低功耗非易失性存储器存储单元及存储芯片架构
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作者 王浩 郭术明 聂筱敏 《中国集成电路》 2024年第6期37-42,55,共7页
基于传统的0.18um单栅Logic CMOS工艺实现超低功耗非易失性存储器芯片的设计与验证,该存储芯片采用差分结构单元,无需增加光罩,利用双向的F-N隧穿原理进行编程擦除机理,可实现EEPROM功能。最终的测试结果显示该芯片具有超低的待机、编... 基于传统的0.18um单栅Logic CMOS工艺实现超低功耗非易失性存储器芯片的设计与验证,该存储芯片采用差分结构单元,无需增加光罩,利用双向的F-N隧穿原理进行编程擦除机理,可实现EEPROM功能。最终的测试结果显示该芯片具有超低的待机、编程和读取功耗,读取速度最高达100MHz,Cycling可达100K,且具有非常优秀的数据保持能力,非常适用于低成本低功耗的应用场景。 展开更多
关键词 CMOS工艺 低功耗 非易失性存储器 双向F-N隧穿 数据保持
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新型非易失性存储器架构的缓存优化方法综述 被引量:12
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作者 何炎祥 沈凡凡 +3 位作者 张军 江南 李清安 李建华 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期1225-1241,共17页
随着半导体工艺的发展,处理器集成的片上缓存越来越大,传统存储器件的漏电功耗问题日益严峻,如何设计高能效的片上存储架构已成为重要挑战.为解决这些问题,国内外研究者讨论了大量的新型非易失性存储技术,它们具有非易失性、低功耗和高... 随着半导体工艺的发展,处理器集成的片上缓存越来越大,传统存储器件的漏电功耗问题日益严峻,如何设计高能效的片上存储架构已成为重要挑战.为解决这些问题,国内外研究者讨论了大量的新型非易失性存储技术,它们具有非易失性、低功耗和高存储密度等优良特性.为探索spintransfer torque RAM(STT-RAM),phase change memory(PCM),resistive RAM(RRAM)和domainwall memory(DWM)四种新型非易失性存储器(non-volatile memory,NVM)架构缓存的方法,对比了其与传统存储器件的物理特性,讨论了其架构缓存的优缺点和适用性,重点分类并总结了其架构缓存的优化方法和策略,分析了其中针对新型非易失性存储器写功耗高、写寿命有限和写延迟长等缺点所作出的关键优化技术,最后探讨了新型非易失性存储器件在未来缓存优化中可能的研究方向. 展开更多
关键词 非易失性存储器 存储技术 计算机体系结构 缓存 优化方法
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新型非易失性存储器的抗辐射能力研究进展 被引量:3
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作者 刘洋 辜科 +1 位作者 李平 李威 《太赫兹科学与电子信息学报》 2016年第6期-,共6页
通过研究铁电存储器、磁性随机存储器、相变存储器和阻变存储器4种新型非易失性存储器的抗辐射能力,总结了每种非易失性存储器的总剂量效应和单粒子效应。针对总剂量效应和单粒子效应进行了对比与分析,得到了目前的新型非易失性存储器... 通过研究铁电存储器、磁性随机存储器、相变存储器和阻变存储器4种新型非易失性存储器的抗辐射能力,总结了每种非易失性存储器的总剂量效应和单粒子效应。针对总剂量效应和单粒子效应进行了对比与分析,得到了目前的新型非易失性存储器的抗辐射能力仍然取决于存储单元以外的互补金属氧化物半导体(CMOS)外围电路的抗辐射能力。该结论为抗辐射非易失性存储器的研究提供了参考。 展开更多
关键词 非易失性存储器 辐射效应 总剂量效应 单粒子效应 抗辐射加固
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基于非易失性存储器的存储引擎性能优化 被引量:2
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作者 王海涛 李战怀 +1 位作者 张晓 赵晓南 《集成技术》 2022年第3期56-70,共15页
非易失性存储器具有接近内存的读写速度,可利用其替换传统的存储设备,从而提升存储引擎的性能。但是,传统的存储引擎通常使用通用块接口读写数据,导致了较长的I/O软件栈,增加了软件层的读写延迟,进而限制了非易失性存储器的性能优势。... 非易失性存储器具有接近内存的读写速度,可利用其替换传统的存储设备,从而提升存储引擎的性能。但是,传统的存储引擎通常使用通用块接口读写数据,导致了较长的I/O软件栈,增加了软件层的读写延迟,进而限制了非易失性存储器的性能优势。针对这一问题,该文以Ceph大数据存储系统为基础,研究设计了基于非易失性存储器的新型存储引擎NVMStore,通过内存映射的方式访问存储设备,根据非易失性存储器的字节可寻址和数据持久化特性,优化数据读写流程,从而减小数据写放大以及软件栈的开销。实验结果表明,与使用非易失性存储器的传统存储引擎相比,NVMStore能够显著提升Ceph的小块数据读写性能。 展开更多
关键词 非易失性存储器 存储引擎 软件栈 性能优化
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一种新型非易失性存储器在导弹控制系统抗HEMP中的应用设想 被引量:2
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作者 张春侠 《航天控制》 CSCD 北大核心 2006年第6期77-80,共4页
介绍了一种新型非易失性存储器(FRAM)的数据存储原理、特性及其在相关行业的应用。针对电磁脉冲武器对导弹控制系统的严重威胁,重点阐述控制系统抗核电磁脉冲(HEMP)的主要途径。提出在导弹控制系统中使用FRAM的应用设想,并分析指出FRAM... 介绍了一种新型非易失性存储器(FRAM)的数据存储原理、特性及其在相关行业的应用。针对电磁脉冲武器对导弹控制系统的严重威胁,重点阐述控制系统抗核电磁脉冲(HEMP)的主要途径。提出在导弹控制系统中使用FRAM的应用设想,并分析指出FRAM在导弹控制系统中使用的优点。 展开更多
关键词 电磁脉冲武器 非易失性存储器 控制系统
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可嵌入RFID标签的低功耗单栅非易失性存储器
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作者 杨亚楠 杨晓龙 陈力颖 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期16-21,共6页
采用Skysilicon 0.35μm标准CMOS工艺设计并制造了一种可嵌入射频识别(RFID)标签的低功耗单栅非易失性存储器(SPNVM)。与传统的采用双栅工艺制造的电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)和快闪存储器相比较,所提出的单栅存储器具有更低的制... 采用Skysilicon 0.35μm标准CMOS工艺设计并制造了一种可嵌入射频识别(RFID)标签的低功耗单栅非易失性存储器(SPNVM)。与传统的采用双栅工艺制造的电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)和快闪存储器相比较,所提出的单栅存储器具有更低的制造成本和功耗,更多的可编程次数以及更简单的控制电路。该存储器是将三个MOS晶体管的栅极连在一起作为等效浮栅,数据以电压的形式输出。利用Fowler-Nordheim电子隧穿机制对浮栅注入或泄放电子,这使得编程过程可以自动停止,且浮栅不会被过度编程。所提出的存储器结构仅使用两个正电压便可实现擦除、写入和读取操作。测试结果表明,对存储单元进行擦除和数据写入所需时间均为80 ms,存储器可以实现超过1 000次的编程循环,在芯片未封装的情况下,数据保持时间至少为14天。 展开更多
关键词 非易失性存储器(NVM) Fowler-Nordheim(FN)隧穿 射频识别(RFID) 标准CMOS工艺 单栅
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几种新型非易失性存储器 被引量:1
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作者 王耘波 李东 郭冬云 《电子产品世界》 2004年第02A期75-77,共3页
本文简单介绍了铁电存储器、磁性随机存储器和相变存储器这三种比较有发展潜力存储器的原理、研究进展及存在的问题等。
关键词 非易失性存储器 铁电存储器 磁性随机存储器 相变存储器 原理
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浮栅型有机非易失性存储器的研究
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作者 陆旭兵 邵亚云 刘俊明 《华南师范大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2013年第6期85-91,共7页
有机柔性电子器件具有低制造成本、大面积、可柔性折叠等优点,是近年来国内外学术界和工业界的研究热点.有机非易失存储器是一种重要的有机柔性电子器件.介绍了浮栅型有机非易失性存储器件的工作原理;综述了国内外学术界对浮栅型有机非... 有机柔性电子器件具有低制造成本、大面积、可柔性折叠等优点,是近年来国内外学术界和工业界的研究热点.有机非易失存储器是一种重要的有机柔性电子器件.介绍了浮栅型有机非易失性存储器件的工作原理;综述了国内外学术界对浮栅型有机非易失性存储器的研究进展、存在的问题及解决对策. 展开更多
关键词 有机薄膜晶体管 非易失性存储器 浮栅 高K栅介质 有机半导体
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飞思卡尔扩展MRAM产品系列引领非易失性存储器的未来
9
作者 周鑫 《电子技术应用》 北大核心 2007年第9期19-20,共2页
经常有人将磁阻RAM(MRAM,Magnetoresistive Random Access Memory)称作是非易失性存储器(nvRAM,Non—Volatile RAM)的关键性技术。作为一项非易失性存储器技术,MRAM可以在掉电时保留数据,并且不需要定期刷新。MRAM利用磁性材料... 经常有人将磁阻RAM(MRAM,Magnetoresistive Random Access Memory)称作是非易失性存储器(nvRAM,Non—Volatile RAM)的关键性技术。作为一项非易失性存储器技术,MRAM可以在掉电时保留数据,并且不需要定期刷新。MRAM利用磁性材料和传统的硅电路在单个器件中提供了SRAM的高速度和闪存的非易失性,它的寿命几乎是没有限制的。MRAM器件可以用于高速缓冲器、配置内存和其官要求高辣、耐用和非易失性的商业应用。 展开更多
关键词 非易失性存储器 MRAM 品系 卡尔 RANDOM Access 高速缓冲器 SRAM
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单片非易失性存储器DS3070W的性能特点及应用
10
作者 冯涓 赵振华 《国外电子元器件》 2006年第12期49-51,共3页
DS3070W是Dallas公司最新推出的单片、内含实时时钟的非易失性静态存储器。该器件内部集成了16MbNV SRAM、非易失性控制器、实时时钟和一个锂锰(ML)可充电电池。介绍了DS3070W的性能特点及工作原理,给出了它与AT89C51的典型应用电路及... DS3070W是Dallas公司最新推出的单片、内含实时时钟的非易失性静态存储器。该器件内部集成了16MbNV SRAM、非易失性控制器、实时时钟和一个锂锰(ML)可充电电池。介绍了DS3070W的性能特点及工作原理,给出了它与AT89C51的典型应用电路及子程序。 展开更多
关键词 单芯片 非易失性存储器 DS3070W 实时时钟
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非易失性存储器NVM现状与展望
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作者 续蕾 《科教文汇》 2006年第8期183-183,共1页
本文主要介绍存储器技术发展史以及非易失性存储器、闪速存储器的特点、技术分类及其发展趋势包括闪速存储器在电信、消费、计算机领域应用及发展。
关键词 非易失性存储器 易失性存储器 闪速存储器
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阻变型非易失性存储器单元电路结构设计与Spice仿真 被引量:1
12
作者 李德君 代月花 +2 位作者 陈军宁 柯导明 胡媛 《现代电子技术》 2009年第2期1-3,共3页
为进一步确定阻变型非易失性存储器的擦写速度、器件功耗和集成度等实用化的性能指标,设计RRAM存储器单元电路结构,并使用HSpice软件分别对RRAM存储器单元结构电路的延时和功耗性能进行仿真。同时,通过仿真对双极型和单极型两种电阻转... 为进一步确定阻变型非易失性存储器的擦写速度、器件功耗和集成度等实用化的性能指标,设计RRAM存储器单元电路结构,并使用HSpice软件分别对RRAM存储器单元结构电路的延时和功耗性能进行仿真。同时,通过仿真对双极型和单极型两种电阻转变类型及器件工艺进行比较和分析,确定1T1R结构电路单元适用于双极型阻变型非易失性存储器件,并且电路仿真的结果为阻变型非易失性存储器的进一步实用化提供了参考。 展开更多
关键词 非易失性存储器 电阻转变特性 存储单元结构 1T1R
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嵌入式非易失性存储器在SoC物理设计中的应用 被引量:3
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作者 邓思园 于忠臣 《电子元器件应用》 2010年第11期22-23,27,共3页
嵌入式非易失性存储器以其同时具备数据可更改性及掉电保存性而已被越来越广泛的应用于SoC物理设计。文中结合一款电力网控制芯片R36的实际设计案例,分析了该器件的应用特点,并从用途、性能、容量选择等方面说明了通过非易失性存储器对... 嵌入式非易失性存储器以其同时具备数据可更改性及掉电保存性而已被越来越广泛的应用于SoC物理设计。文中结合一款电力网控制芯片R36的实际设计案例,分析了该器件的应用特点,并从用途、性能、容量选择等方面说明了通过非易失性存储器对降低芯片成本、提高速度及可靠性应用方法。 展开更多
关键词 非易失性存储器 电可擦除只读存储器 闪存 片上系统
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基于FPGA的非易失性存储器NvRAM时序分析方法 被引量:1
14
作者 马雪 段宇博 安书董 《信息记录材料》 2023年第1期223-225,共3页
本文主要研究了一种嵌入式地对非易失性存储器的控制方法。与传统的专用控制器进行控制的方式不同,它是基于可编程逻辑器件(FPGA)来实现控制非易失性存储器。采用VHDL语言实现FPGA对该存储器发送读写操作。该方法具有高灵活性、操作简... 本文主要研究了一种嵌入式地对非易失性存储器的控制方法。与传统的专用控制器进行控制的方式不同,它是基于可编程逻辑器件(FPGA)来实现控制非易失性存储器。采用VHDL语言实现FPGA对该存储器发送读写操作。该方法具有高灵活性、操作简便、易于实现的优点。使用Xilinx开发环境自带的ChipScope逻辑分析仪对该控制器进行时序分析,结果表明:该方法可以正确实现非易失性存储器的正常读写,工作无误。同时ChipScope分析仪可以作为非常成熟的调试方法运用在该存储器控制器中。 展开更多
关键词 可编程逻辑器件 非易失性存储器 语言实现 逻辑分析
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面向非易失性存储器的多表连接写操作的优化研究 被引量:3
15
作者 马竹琳 李心池 +4 位作者 诸葛晴凤 吴林 陈咸彰 姜炜文 沙行勉 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第11期2417-2428,共12页
多表连接操作是嵌入式数据库、数据仓库等系统中的一个重要操作.因此,提升多表连接的性能能够加快数据处理和分析的速度,进而提升系统的整体性能.新型的非易失性存储器(Non VolatileMemory,NVM)具有内存级读写速度、存储密度高、可字节... 多表连接操作是嵌入式数据库、数据仓库等系统中的一个重要操作.因此,提升多表连接的性能能够加快数据处理和分析的速度,进而提升系统的整体性能.新型的非易失性存储器(Non VolatileMemory,NVM)具有内存级读写速度、存储密度高、可字节寻址和持久化等优点,成为补充或替代DRAM的新型存储设备.然而,直接将现有的多表连接算法应用在NVM上会带来两个问题:(1)现有算法不能充分发挥新型非易失性存储器的优势,无法展现较优的性能;(2)连接算法会生成大量中间表,对存储设备造成大量写操作.由于NVM的写耐受度有限,现有多表连接操作极易造成NVM的损坏.该文考虑NVM写耐受度有限的特性,旨在减少多表连接操作引起的对NVM的写操作.首先,该文提出优化连接顺序的NVjoin算法,该算法解析不同表之间的关联性,并通过采样的方法估算中间结果的大小,从而选择较优的连接顺序,尽可能减少NVM上的写操作.其次,该文设计了一个组织中间结果的数据结构LWTab,该结构充分利用了NVM可字节寻址的特性,通过存储数据的地址而非数据的方式,进一步减少连接过程中中间结果所产生的NVM写操作.该文利用DRAM模拟NVM进行大量的测试实验,结果表明,该文提出的算法在时间性能与NVM写次数两个方面均得到提升:与MySQL所提供的连接顺序相比,NVjoin可以减少104.21倍的NVM写操作并提升65.01%的性能.除此之外,LWTab可以在NVjoin的基础上,进一步减少16.74倍的NVM写操作以及提升71.86%的性能. 展开更多
关键词 非易失性存储器 多表连接 连接顺序 数据库
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非易失性存储器数据掉电保护的硬件解决方案 被引量:3
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作者 苏伟 冯曦 +2 位作者 周芝梅 胡毅 唐晓柯 《电子技术应用》 2019年第2期20-22,26,共4页
对安全芯片非易失性存储器(NVM)的数据掉电保护原理进行分析。考虑到软件的处理速度不能满足安全芯片对数据存储的性能要求等因素,提出一种以硬件方式实现的NVM数据掉电保护的解决方案。该方案采用乒乓结构,将两块同样大小的Flash空间... 对安全芯片非易失性存储器(NVM)的数据掉电保护原理进行分析。考虑到软件的处理速度不能满足安全芯片对数据存储的性能要求等因素,提出一种以硬件方式实现的NVM数据掉电保护的解决方案。该方案采用乒乓结构,将两块同样大小的Flash空间轮流作为目标区和备份区,每次更新完成后需要对备份标志及备份次数进行更新。如果更新过程中芯片发生掉电,再次上电后通过比较两块区域的备份标志以及备份次数,就可以判断出哪块区域的数据是有效的。该方案不但能保证安全芯片非易失性存储器(NVM)的数据掉电不丢,而且能提高NVM数据更新的性能。 展开更多
关键词 非易失性存储器 掉电保护 乒乓 目标页 备份页
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多次可编程非易失性存储器的数据保持能力测试及其激活能分析 被引量:2
17
作者 王宇龙 王明 《半导体技术》 CAS 北大核心 2022年第1期65-69,共5页
基于180 nm BCD工艺平台设计开发了32 Kibit的多次可编程(MTP)非易失性存储器(NVM)。详细描述了存储单元的结构设计特点、操作机理及影响非易失性的关键因素。测试并量化了其在高温条件下的数据保持能力,并根据Arrhenius模型设计了高温... 基于180 nm BCD工艺平台设计开发了32 Kibit的多次可编程(MTP)非易失性存储器(NVM)。详细描述了存储单元的结构设计特点、操作机理及影响非易失性的关键因素。测试并量化了其在高温条件下的数据保持能力,并根据Arrhenius模型设计了高温老化试验,进而计算其浮栅上电荷泄漏的激活能。经过10^(4)次重复编程和擦除循环后,MTP NVM样品的高温数据保持(HTDR)能力验证结果表明该MTP NVM产品具有很好的可靠性。通过高温老化加速试验,计算出分别在100、125和150℃条件下样品的数据保持时间,并对1/T与数据保持时间曲线进行数学拟合,计算出在该180 nm BCD工艺平台下浮栅上电荷泄漏的激活能。 展开更多
关键词 嵌入式非易失性存储器(eNVM) 多次可编程(MTP)存储器 数据保持能力 Arrhenius模型 加速老化试验 激活能
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广州地铁3号线车门控制器非易失性存储器故障分析 被引量:1
18
作者 夏耀天 金文涛 李豪达 《机车电传动》 北大核心 2017年第1期120-123,共4页
分析了广州地铁3号线车门控制器非易失性存储器故障原因,发现该故障与存储器外围电路有关,并提出了解决措施,已得到现场试验验证。
关键词 广州地铁3号线 车门控制器 非易失性存储器 故障
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非易失性存储器件的性能、可靠性及应用 被引量:2
19
作者 杜亚娟 金凯伦 +1 位作者 王子烨 宁新杰 《集成技术》 2022年第3期42-55,共14页
随着大数据和人工智能应用的发展,数据呈现爆发式增长,对数据存储的需求日益加剧。传统内存技术的容量已经接近其物理存储密度的极限,而非易失性存储器具有按字节寻址、能耗低、读写速度快等优良特性,有望替代传统的动态随机存储器或磁... 随着大数据和人工智能应用的发展,数据呈现爆发式增长,对数据存储的需求日益加剧。传统内存技术的容量已经接近其物理存储密度的极限,而非易失性存储器具有按字节寻址、能耗低、读写速度快等优良特性,有望替代传统的动态随机存储器或磁盘技术。然而,该介质本身也存在一些不足,如使用寿命有限、读写速度不对称、磨损不均衡和错误来源多样等缺点。该文通过阐述常见非易失性存储器的存储原理,调研并总结了一些现有改进技术。 展开更多
关键词 非易失性存储器 磨损均衡 读写性能 内存压缩 可靠性
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非易失性存储器宇航应用的问题与思考
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作者 张乔木 张延伟 +2 位作者 祝名 王旭 段超 《质量与可靠性》 2020年第2期26-30,共5页
通过调研国内外非易失性存储器可靠性的研究现状,结合国内宇航应用发生的失效问题,分析研究了3种典型宇航用高可靠非易失性存储器的主要失效模式及相应的失效机理,总结了非易失性存储器宇航应用的主要可靠性问题,分别从研制和应用的角... 通过调研国内外非易失性存储器可靠性的研究现状,结合国内宇航应用发生的失效问题,分析研究了3种典型宇航用高可靠非易失性存储器的主要失效模式及相应的失效机理,总结了非易失性存储器宇航应用的主要可靠性问题,分别从研制和应用的角度对后续非易失性存储器的宇航应用提出相应的建议,同时对我国宇航级非易失性存储器的发展进行了思考与展望。 展开更多
关键词 非易失性存储器 宇航应用 失效模式
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