Conception, test et fiabilité des systèmes intégrés à très basse consommation basés sur des technologies MRAM – MASTA

L'industrie de la microélectronique doit faire face à des défis majeurs liés à la dissipation de puissance et la consommation d'énergie. La consommation statique et dynamique ont tendance à limiter l'évolution de la performance potentielle des circuits intégrés, et peuvent avoir un impact très négatif sur la fiabilité des systèmes électroniques. Une voie prometteuse pour enrayer cette tendance est l'intégration de propriétés de non-volatilité notamment au niveau des mémoires caches, ce qui aurait pour conséquence immédiate de pouvoir couper et restaurer l'alimentation sans perte de l'information stockée en mémoire, ce qui ouvre des perspectives très intéressantes en vue de la minimisation de la consommation statique. L'utilisation de dispositifs mémoires non volatiles émergents tels que les Magnetic Random Access Memories (MRAM), à la fois dans la hiérarchie mémoire et même directement dans la logique de calcul, serait une énorme opportunité pour concevoir des systèmes à ultra-basse consommation, notamment dans des domaines d'application tels que l'IoT.
L'objectif de ce projet de recherche est d'étudier, concevoir, développer et analyser des architectures hybrides à base de cellules CMOS-MRAM dans lesquelles les MRAM sont utilisées à différents niveaux de la hiérarchie mémoire (logique, banque de registres, différents niveaux de cache, voire mémoire principale). L'objectif est d'intégrer cette technologie émergente directement au sein de dispositifs CMOS traditionnels dans le but d'atteindre une ultra-faible consommation, tout en garantissant des hautes performances, un faible coût et de la fiabilité. Nous prévoyons de mettre en évidence le potentiel de cette technologie en couvrant divers aspects allant de la conception des cellules jusqu'à l'exploration de l'architecture et de sa hiérarchie mémoire ainsi que la modélisation des défauts, des fautes, de méthodes de test, de conception en vue du test, ainsi que l'étude et la mise en oeuvre de mécanismes robustes permettant une utilisation efficace des dispositifs non-volatiles.