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素材来源 | 瑞萨
MRAM：Magnetoresistive Random Access Memory，是一种非易失性的磁性随机存储器，它利用磁电阻效应来存储数据。
与传统的半导体随机存取存储器（RAM）不同，MRAM使用磁性隧道结（MTJ）作为存储单元，通过改变磁化方向来记录二进制数据，它既有RAM的部分特性，也有传统Flash（ROM）的一些特性。
MRAM 技术的主要优势：
真正的随机存取非易失性存储器，与闪存相比具有更高的耐用性和保留率
与Flash闪存相比，写入速度更快，无需擦除
字节可寻址，比闪存更易于访问，类似于SRAM，提高了性能和功耗
待机时无漏电流，功耗比 SRAM 显著降低
非破坏性读取，无需刷新，因此它是 DRAM 的替代方案
磁层不易受到辐射的影响，类似于闪存
与闪存相比，MRAM生产所需的掩模层数更少，从而降低了成本
可很好地扩展到较低的工艺技术节点，因此为嵌入式闪存提供了可行的替代方案
MRAM核心存储器件是MTJ（magnetic tunnel junction）：它的功能层由自由层（free layer），固定层（fixed layer）和氧化层（Tunneling oxide）构成。
自由层与固定层的材料分别是CoFeB和CoFeB/反铁磁。STT-MTJ和SOT-MTJ都是利用自由层(FL)和固定层(RL)磁矩方向来存储信息，平行状态（parallel），电阻为低阻；非平行状态（anti-parallel），电阻为高阻。
不同的是SOT-MTJ在自由层下方有一层SOT层用于通入写电流，从而将读写电流分开。存储器读取电路是通过加载相同的电压判断输出电流的大小从而判断存储器的信息。
瑞萨RA8M2和RA8D2单片机内嵌MRAM
最近，瑞萨推出了两款高端MCU：RA8M2和RA8D2，其内部均集成了MRAM。
https://www.renesas.cn/zh/about/newsroom/renesas-adds-two-new-mcu-groups-blazing-fast-ra8-series-1ghz-performance-and-embedded-mram
RA8M2和RA8D2，基于Arm Cortex-M85内核，主频高达1GHz ，以7300 CoreMark的原始计算性能刷新行业基准，实现业界卓越的计算效能。同时，可选配的Cortex®-M33处理器有助于实现高效的系统分区和任务隔离。
RA8M2和RA8D2 MCU产品群的关键特性
内核：1GHz Arm® Cortex®-M85（配备Helium™技术）；可选配250MHz Arm® Cortex®-M33
存储：集成1MB高速MRAM和2MB SRAM（包括Cortex®-M85的256KB TCM及M33的128KB TCM）；4MB和8MB SIP产品即将推出
模拟外设：两个16位ADC（含23个模拟通道）、两个3通道S/H模块、2通道12位DAC、4通道高速比较器
通信外设：双千兆以太网MAC（带DMA）、USB2.0 FS主机/设备/OTG、CAN2.0（1Mbps）/CAN FD（8Mbps）、I3C（12.5Mbps）、I2C（1Mbps）、SPI、SCI、八线串行外设接口
高阶安全性：RSIP-E50D加密引擎、基于片上不可变存储中FSBL的强健安全启动功能、安全调试、安全工厂编程、DLM支持、防篡改保护、DPA/SPA防护
RA8M2和RA8D2搭载嵌入式MRAM，相较闪存技术具备多重优势——高耐用性与更强的数据保持能力、更快的写入速度、无需擦除操作、支持字节寻址，同时具备更低的漏电流和制造成本。对于要求更高的应用，还提供单个封装中带有4或8MB外部闪存的SIP选项。此外，RA8M2和RA8D2两款MCU均包含千兆以太网接口和双端口TSN交换机，可满足工业网络应用场景的需求。
另一个优点是，由于字节可寻址性，MRAM不仅可以用来替代嵌入式闪存（用于代码），还可以用来替换SRAM（用于数据存储）（除非在跨电源循环时保留数据存在安全问题）。 嵌入式 MRAM 现在得到主要硅代工厂的支持，这使得 MCU 制造商能够以最小的成本开销将 MRAM 整合到新的芯片设计中。
需要特别小心，以防止 MRAM 被设备附近存在的外部磁场损坏。 MCU 制造商通常指定空闲、断电和工作模式下的磁抗扰度。 为了避免MRAM位损坏，设计人员需要在外部磁场源和基于MRAM的器件之间提供足够的间距，以免超过该抗磁度规格。 用专用材料屏蔽 MRAM 是保护 MRAM 免受强磁场影响的另一种选择。
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