本申請(qǐng)涉及教學(xué)演示，特別是涉及一種非易失磁隨機(jī)存儲(chǔ)器核心器件和芯片的演示系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、芯片技術(shù)是國家的重大需求，非易失性磁性隨機(jī)存儲(chǔ)器(magnetoresistiverandomaccess?memory，mram)和相關(guān)自旋器件研究屬于國際前沿研究領(lǐng)域，更多在高水平實(shí)驗(yàn)室和著名芯片公司中開展研究，與大學(xué)本科學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練和課程學(xué)習(xí)有較大的脫節(jié)，學(xué)生不容易掌握最新的知識(shí)和科學(xué)前沿動(dòng)態(tài)，不理解芯片和系統(tǒng)的工作原理。因此，為了填補(bǔ)國內(nèi)在高校中關(guān)于自旋電子芯片教育的空白；同時(shí)對(duì)本科生、研究生進(jìn)行培養(yǎng)，增加學(xué)生對(duì)mram相關(guān)知識(shí)的了解，提高mram的普及度，對(duì)mram公司以及mram產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)良好發(fā)展，亟需一種非易失磁隨機(jī)存儲(chǔ)器核心器件和芯片的演示系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)的目的是提供一種非易失磁隨機(jī)存儲(chǔ)器核心器件和芯片的演示系統(tǒng)，可對(duì)mram芯片的工作原理進(jìn)行演示。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)?zhí)峁┝巳缦路桨福?/p>

3、本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N非易失磁隨機(jī)存儲(chǔ)器核心器件和芯片的演示系統(tǒng)，包括非易失性存儲(chǔ)單元、主控演示單元、核心器件激勵(lì)單元以及核心器件單元；所述非易失性存儲(chǔ)單元由所述核心器件單元構(gòu)成。

4、其中，所述非易失性存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)所述主控演示單元輸入的初始信息；

5、所述主控演示單元，用于輸入初始信息；所述主控演示單元，還用于讀取非易失性存儲(chǔ)單元上的初始信息，并對(duì)所述初始信息進(jìn)行顯示；

6、所述主控演示單元，還用于：獲取所述非易失性存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)的初始信息；對(duì)所述初始信息進(jìn)行處理，得到目標(biāo)數(shù)據(jù)；基于目標(biāo)數(shù)據(jù)繪制時(shí)序圖，以對(duì)所述非易失性存儲(chǔ)單元的讀寫狀態(tài)進(jìn)行演示；

7、所述核心器件激勵(lì)單元，與所述主控演示單元通信連接，用于接收所述主控演示單元的控制指令，生成激勵(lì)信號(hào)，并通過激勵(lì)信號(hào)激勵(lì)所述核心器件單元，以改變所述核心器件單元的磁矩方向并產(chǎn)生信號(hào)變化，得到所述核心器件單元的生成信號(hào)，并將所述生成信號(hào)反饋到所述主控演示單元上，以實(shí)現(xiàn)非易失性存儲(chǔ)單元的核心器件存儲(chǔ)原理的演示。

8、可選地，所述非易失磁隨機(jī)存儲(chǔ)器核心器件和芯片的演示系統(tǒng)還包括存儲(chǔ)控制單元；所述存儲(chǔ)控制單元與所述非易失性存儲(chǔ)單元、所述主控演示單元通過串口連接；所述存儲(chǔ)控制單元，用于：將主控演示單元輸入的初始信息寫入到所述非易失性存儲(chǔ)單元中；所述存儲(chǔ)控制單元，還用于：接收所述主控演示單元的讀取指令，讀取所述非易失性存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)的初始信息，并發(fā)送給主控演示單元。

9、可選地，所述非易失磁隨機(jī)存儲(chǔ)器核心器件和芯片的演示系統(tǒng)還包括外接電源；所述外接電源，與硬件驅(qū)動(dòng)主板連接，用于為所述硬件驅(qū)動(dòng)主板提供電壓信號(hào)。

10、可選地，所述核心器件激勵(lì)單元由硬件驅(qū)動(dòng)主板和單片機(jī)控制板連接而成；

11、所述硬件驅(qū)動(dòng)主板，用于：將所述外接電源提供的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為脈沖電流信號(hào)，并將所述脈沖電流信號(hào)和測(cè)量電流施加在所述核心器件單元上，以驅(qū)動(dòng)所述核心器件單元的磁矩進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，采集所述核心器件單元兩端產(chǎn)生的生成信號(hào)；

12、所述硬件驅(qū)動(dòng)主板上集成有磁鐵，所述磁鐵用于輔助核心器件單元實(shí)現(xiàn)磁矩翻轉(zhuǎn)；

13、所述單片機(jī)控制板，用于將所述生成信號(hào)反饋到所述主控演示單元。

14、可選地，所述外接電源的范圍為0.1v～100v。

15、可選地，所述脈沖電流信號(hào)的取值范圍為-100ma～100ma。

16、可選地，所述測(cè)量電流的取值范圍為0.001ma～10ma。

17、可選地，所述硬件驅(qū)動(dòng)主板與所述單片機(jī)控制板之間使用2.54mm間距雙排針進(jìn)行連接。

18、可選地，在對(duì)所述初始信息進(jìn)行處理，得到目標(biāo)數(shù)據(jù)方面，所述主控演示單元，還用于：

19、對(duì)所述初始信息進(jìn)行進(jìn)制轉(zhuǎn)換，得到二進(jìn)制數(shù)據(jù)；

20、對(duì)所述二進(jìn)制數(shù)據(jù)中的每一位編碼進(jìn)行復(fù)制，得到目標(biāo)數(shù)據(jù)。

21、可選地，所述核心器件單元和所述核心器件激勵(lì)單元與地面連接。

22、根據(jù)本申請(qǐng)?zhí)峁┑木唧w實(shí)施例，本申請(qǐng)公開了以下技術(shù)效果：

23、本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N非易失磁隨機(jī)存儲(chǔ)器核心器件和芯片的演示系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括非易失性存儲(chǔ)單元、主控演示單元、核心器件激勵(lì)單元以及核心器件單元。主控演示單元，用于輸入初始信息；主控演示單元，還用于讀取非易失性存儲(chǔ)單元上的初始信息，并對(duì)初始信息進(jìn)行顯示；非易失性存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)主控演示單元輸入的初始信息；主控演示單元，還用于：獲取非易失性存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)的初始信息；對(duì)初始信息進(jìn)行處理，得到目標(biāo)數(shù)據(jù)；基于目標(biāo)數(shù)據(jù)繪制時(shí)序圖，以對(duì)非易失性存儲(chǔ)單元的讀寫狀態(tài)進(jìn)行演示。核心器件激勵(lì)單元，與主控演示單元通信連接，用于接收主控演示單元的控制指令，生成激勵(lì)信號(hào)，并通過激勵(lì)信號(hào)激勵(lì)核心器件單元，以改變核心器件單元的磁矩方向并產(chǎn)生信號(hào)變化，得到核心器件單元的生成信號(hào)，并將生成信號(hào)反饋到主控演示單元上，以實(shí)現(xiàn)非易失性存儲(chǔ)單元的核心器件存儲(chǔ)原理的演示。本申請(qǐng)基于上述內(nèi)容，提供了一種教育和展示工具，通過直觀和互動(dòng)的方式演示非易失性存儲(chǔ)器核心器件的物理機(jī)制，展示非易失性存儲(chǔ)器的寫入和讀出與時(shí)序邏輯，便于學(xué)生理解mram芯片(即非易失性存儲(chǔ)單元)的工作原理。

技術(shù)特征：

1.一種非易失磁隨機(jī)存儲(chǔ)器核心器件和芯片的演示系統(tǒng)，其特征在于，所述非易失磁隨機(jī)存儲(chǔ)器核心器件和芯片的演示系統(tǒng)包括非易失性存儲(chǔ)單元、主控演示單元、核心器件激勵(lì)單元以及核心器件單元；所述非易失性存儲(chǔ)單元由所述核心器件單元構(gòu)成；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失磁隨機(jī)存儲(chǔ)器核心器件和芯片的演示系統(tǒng)，其特征在于，所述非易失磁隨機(jī)存儲(chǔ)器核心器件和芯片的演示系統(tǒng)還包括存儲(chǔ)控制單元；所述存儲(chǔ)控制單元與所述非易失性存儲(chǔ)單元、所述主控演示單元通過串口連接；所述存儲(chǔ)控制單元，用于：將主控演示單元輸入的初始信息寫入到所述非易失性存儲(chǔ)單元中；所述存儲(chǔ)控制單元，還用于：接收所述主控演示單元的讀取指令，讀取所述非易失性存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)的初始信息，并發(fā)送給主控演示單元。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失磁隨機(jī)存儲(chǔ)器核心器件和芯片的演示系統(tǒng)，其特征在于，所述非易失磁隨機(jī)存儲(chǔ)器核心器件和芯片的演示系統(tǒng)還包括外接電源；所述外接電源，與硬件驅(qū)動(dòng)主板連接，用于為所述硬件驅(qū)動(dòng)主板提供電壓信號(hào)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的非易失磁隨機(jī)存儲(chǔ)器核心器件和芯片的演示系統(tǒng)，其特征在于，所述核心器件激勵(lì)單元由硬件驅(qū)動(dòng)主板和單片機(jī)控制板連接而成；

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的非易失磁隨機(jī)存儲(chǔ)器核心器件和芯片的演示系統(tǒng)，其特征在于，所述外接電源的范圍為0.1v～100v。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的非易失磁隨機(jī)存儲(chǔ)器核心器件和芯片的演示系統(tǒng)，其特征在于，所述脈沖電流信號(hào)的取值范圍為-100ma～100ma。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的非易失磁隨機(jī)存儲(chǔ)器核心器件和芯片的演示系統(tǒng)，其特征在于，所述測(cè)量電流的取值范圍為0.001ma～10ma。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的非易失磁隨機(jī)存儲(chǔ)器核心器件和芯片的演示系統(tǒng)，其特征在于，所述硬件驅(qū)動(dòng)主板與所述單片機(jī)控制板之間使用2.54mm間距雙排針進(jìn)行連接。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失磁隨機(jī)存儲(chǔ)器核心器件和芯片的演示系統(tǒng)，其特征在于，在對(duì)所述初始信息進(jìn)行處理，得到目標(biāo)數(shù)據(jù)方面，所述主控演示單元，還用于：

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失磁隨機(jī)存儲(chǔ)器核心器件和芯片的演示系統(tǒng)，其特征在于，所述核心器件單元和所述核心器件激勵(lì)單元與地面連接。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)公開了一種非易失磁隨機(jī)存儲(chǔ)器核心器件和芯片的演示系統(tǒng)，涉及教學(xué)演示技術(shù)領(lǐng)域，該系統(tǒng)包括：主控演示單元輸入初始信息，讀取和顯示非易失性存儲(chǔ)單元上的初始信息；非易失性存儲(chǔ)單元用于存儲(chǔ)主控演示單元輸入的初始信息；主控演示單元還用于獲取非易失性存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)的初始信息，并對(duì)初始信息進(jìn)行處理得到目標(biāo)數(shù)據(jù)，還基于目標(biāo)數(shù)據(jù)繪制時(shí)序圖，以對(duì)非易失性存儲(chǔ)單元的讀寫狀態(tài)進(jìn)行演示。核心器件激勵(lì)單元用于激勵(lì)核心器件單元，以改變核心器件單元的磁矩方向并產(chǎn)生信號(hào)變化，得到核心器件單元的生成信號(hào)，并將生成信號(hào)反饋到主控演示單元上，以實(shí)現(xiàn)非易失性存儲(chǔ)單元的核心器件存儲(chǔ)原理的演示。本申請(qǐng)對(duì)MRAM芯片的工作原理進(jìn)行演示。

技術(shù)研發(fā)人員：王譯,宋東霖,孟凡毓,張麗艷
受保護(hù)的技術(shù)使用者：大連理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6