应用案例
（M2I公已量产使用我司代理品牌NETSO的STT-MRAM产品）
人机界面(HMI)是一个文本或图形平台，允许操作员/主管(用户)和自动化设备之间进行交互。工业人机界面是工业操作员和生产线主管依靠控制制造或工业过程的主要工具。工业HMI的范围从取代按钮和开关的简单便携式接口到复杂的监控和数据采集(SCADA)操作面板。HMI有时也被称为人机界面或操作面板或控制面板。
传统的HMI解决方案是独立的、隔离的终端，由OEM作为机器的一部分进行部署。物联网时代的新HMI解决方案要么是预先配置好将数据发送到云，要么是内部部署解决方案。将数据推送到云的能力也使工程师能够集成设备，例如智能手机或平板电脑，远程监控机器和制造数据，或者简单地将HMI带到任何地方。随着人机界面的移动化，现在有一个强大的推动力来减少PCB尺寸和功耗，以最大限度地延长电池寿命。
HMI系统设计是基于一个微处理器或微控制器来运行实现用户界面的软件。该系统还包括用于实现触摸控制、图形处理、机器接口、传感器和网络的设备。该系统需要一个外部非易失性扩展RAM存储器来存储预渲染的图形、消息以及与警报和内部寄存器相关的日志数据。数据和消息日志记录要求RAM具有较高的耐久性，以承受许多重复的读写操作。该RAM还需要能够快速可靠地写入，以便在意外断电的情况下保护数据。
STT-MRAM磁阻随机存取存储器是存储器的最新创新之一。这种创新技术有潜力将静态RAM (SRAM)的速度和简单性、非易失性和闪存的密度结合起来，意味着即使在断电情况下也可以保存数据，避免了传统存储器在断电时需要数据备份和恢复的问题。同时消耗非常低的功耗。MRAM能够进行几乎无限的写入操作(10^14次写入操作，10年以上的数据保留超过了大多数HMI的使用寿命周期)。NETSOL 的STT-MRAM配有 SPI/DPI/QPI接口与SDR和DDR串行接口兼容。非常适合用于HMI应用程序作为扩展存储器。
NETSOL品牌的STT-MRAM单元的核心是一个专有的垂直磁性隧道结元件，如图所示。垂直MTJ(pMTJ)产生“平面外”磁化。这减小了在高电阻状态与低电阻状态之间切换所需的切换电流。这也允许更好地缩放(例如更小尺寸的存储器单元)。对比传统的MTJ ，p-MTJ使得隧道阻挡部/自由层界面在磁场影响中更占优势。
目前，作为其卓越的品质和性能的验证，NETSOL的MRAM产品已作为样品提供给全球200多家客户，并持续被导入量产中。在PLC, HMI和测试设备等需要高可靠性的工业应用中获得了许多设计大奖。
▍NETSOL STT-MRAM存储器
MRAM特性
非易失性：MRAM是一种非易失性存储器，意味着即使在断电情况下也可以保存数据，避免了传统存储器在断电时需要数据备份和恢复的问题。
读写次数无限：一种真正的随机存取存储器；允许在存储器中随机进行读写。MRAM 在待机状态下还具有零漏电的特性，能够承受100兆次的写入次数，并且在 85°C 下能够保留数据 10 年以上。
写入速度快、功耗低：MRAM的写入时间不仅低，并且功耗也极低，可实现瞬间开关机并能延长便携机的电池使用时间。
此外，MRAM 对 α 粒子的固有抗扰度还使其适用于经常暴露于辐射的设备。
MRAM是最佳的统一存储器
读写速度快，可作为工作存储器→取代pSRAM和SRAM
非易失性，无需电源维护数据→替代nvSRAM、NOR
无需电容，无需电池→更换nvSRAM+超级电容和SRAM+电池
▍NETSOL STT-MRAM 选型
|
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 |
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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 |
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S3A1604R0M |
1.71~1.98 |
8WSON, 8SOP |
|
|
32M bit |
S3A3204V0M |
2.70~3.60 |
8WSON, 8SOP |
|
S3A3204R0M |
1.71~1.98 |
8WSON, 8SOP |
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S3A3204R3M |
1.71~1.98 |
8WSON, 8SOP |
功能框图—Serial STT-MRAM
具有SPI总线接口、XIP(就地执行)功能和基于硬件/软件的数据保护机制。SPI(串行外设接口)是一个具有命令、地址和数据信号的同步串行通信接口。
该产品提供各种SPI模式，以允许带宽扩展选项。SSPI (Single SPI)模式具有单(1)引脚用于命令信号。用户可以选择在1引脚，2引脚或4引脚之间分配多少引脚来地址和数据信号。DSPI(双SPI)模式为命令、地址和数据信号提供双(2)引脚。QSPI (Quad SPI)模式为命令、地址和数据信号提供四(4)个引脚。
NETSOL MRAM(串口)引脚分配
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 |
功能框图— Parallel MRAM（x16 I/O模式）
该产品提供的容量范围从1Mbit到64Mbit。是一种具有并行异步接口的完全随机存取存储器。支持x16或x8的I/O模式。x16 I/O模式允许通过数据字节控制(LB、UB)对上下字节进行访问。支持异步页面模式功能，提高读写性能。x16 I/O模式和x8 I/O模式的页面大小分别为4个字和8个字。
NETSOL MRAM(并口 x16 I/O模式)引脚分配
功能框图— Parallel MRAM（x8 I/O模式）
