MRAM存储替代闪存，FPGA升级新技术

电子发烧友网综合报道，日前，莱迪思宣布在FPGA设计上前瞻性的布局，使其能够结合MRAM技术，推出了包括Certus-NX、CertusPro-NX和Avant等多款创新产品。这些FPGA器件采用优化的架构设计和成熟的制程技术，具备内置的硬擦除器、错误检测和校正机制，为用户提供了可靠的开发环境。用户可利用最新的Radiant工具，直接实现MRAM的编程接口，支持多种存储容量和数据速率。利用这些FPGA器件，用户可以受益于低功耗FPGA架构和快速安全的位流配置/重新配置。
 
为FPGA设计电路或应用时，需要使用硬件描述语言（HDL）来描述FPGA内部的功能应如何布线。HDL代码使用FPGA开发软件编译成FPGA配置文件，即位流。位流包含二进制数据，告诉FPGA内部的每个逻辑元件（触发器、门电路等）如何连接和执行数字功能。位流生成后，将存储在非易失性存储器件中。在上电过程中，配置位流被加载到FPGA中。一旦配置了位流，FPGA就会开始执行任各类编程任务，如数据或信号处理、控制功能和协议桥接等。
 
莱迪思表示，FPGA之前主要依靠闪存来存储配置位流。这种方法适用于许多主流FPGA配置应用；然而，随着技术的进步以及对更高可靠性和性能的需求增加，人们需要更多样化的配置存储选项。这种转变的催化剂在于应用和行业的不同需求，它们目前正不断突破FPGA应用的极限，要求在数据完整性、系统耐用性和运行效率等方面更进一步。
 
例如，在需要高耐用性或高性能的网络边缘应用中，MRAM 可以通过OTA处理大量的高速读/写周期，以支持持续的数据更新，而无需经历擦除周期，也无需使用闪存文件系统或专用控制器。闪存虽然在某些条件下性能可靠，但在耐用性方面存在局限性。
 
在汽车应用中，MRAM可在较大的温度范围和恶劣条件下高效运行。在关键任务运输和航空电子应用中，MRAM对于存储系统的设置和操作数据记录至关重要。在对数据可靠性要求极高的太空应用中，MRAM具有抗强辐射的能力，可简化在轨重新编程，限制辐射引起的错误。
 
在实时传感器数据处理或高可靠性通信等对时间要求极高的环境中，对快速配置的需求至关重要。传统的闪存会导致启动时间延迟。
 
磁性随机存取存储器（MRAM）是一种新兴的非易失性存储器技术，它利用材料的磁性来存储数据。与依靠电荷存储的传统闪存不同，磁随机存取存储器利用磁隧道结将二进制数据表示为磁性状态的方向。这种方法具有多种优势，包括更低的功耗、更高的耐用性以及更快的读写速度。此外，MRAM的非易失性确保了即使在没有电源的情况下也能保留数据，使其成为闪存的可靠而高效的替代品。
莱迪思表示，使用MRAM来存储FPGA配置位流不仅仅是一种技术升级，更是一种面向未来的高可靠性系统的战略举措。随着各行各业对其电子元件的要求不断提高，支持MRAM的FPGA系统已成为故障零容忍应用的最佳解决方案。
 
在AI时代，MARM的特性可满足边缘计算的需求，也是存算一体的理想存储器之一。MRAM与人工智能芯片结合，实现存算一体的架构，提高人工智能算法的运行效率。例如，在图像识别、语音识别等领域，存算一体的人工智能芯片可以实现更高的性能和更低的功耗。
 
MRAM基于对电子“自旋”的控制，可以达到理论上的零静态功耗，同时具有高速和非易失性以及近乎无限的写入次数。MRAM在速度、耐久性、功耗这些方面具有不可替代的优越性。
 
MRAM还与其他存储技术融合，例如将MRAM与DRAM、闪存等结合，在移动设备中可以将MRAM作为高速缓存，与DRAM 和 Flash 组成混合存储系统，提高设备的性能和续航能力。发挥各种存储技术的优势，实现性能、容量和成本的最佳平衡。