对于DDR源同步操作,必然要求DQS选通信号与DQ数据信号有一定建立时间tDS和保持时间tDH要求,否则会导致接收锁存信号错误,DDR4信号速率达到了,单一比特位宽为,时序裕度也变得越来越小,传统的测量时序的方式在短时间内的采集并找到tDS/tDH差值,无法大概率体现由于ISI等确定性抖动带来的对时序恶化的贡献,也很难准确反映随机抖动Rj的影响。在DDR4的眼图分析中就要考虑这些抖动因素,基于双狄拉克模型分解抖动和噪声的随机性和确定性成分,外推出基于一定误码率下的眼图张度。JEDEC协会在规范中明确了在DDR4中测试误码率为1e-16的眼图轮廓,确保满足在Vcent周围Tdivw时间窗口和Vdivw幅度窗口范围内模板内禁入的要求。 DDR内存条电路原理图;广西测量DDR测试
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制定DDR内存规范的标准按照JEDEC组织的定义,DDR4的比较高数据速率已经达到了3200MT/s以上,DDR5的比较高数据速率则达到了6400MT/s以上。在2016年之前,LPDDR的速率发展一直比同一代的DDR要慢一点。但是从LPDDR4开始,由于高性能移动终端的发展,LPDDR4的速率开始赶超DDR4。LPDDR5更是比DDR5抢先一步在2019年完成标准制定,并于2020年在的移动终端上开始使用。DDR5的规范(JESD79-5)于2020年发布,并在2021年开始配合Intel等公司的新一代服务器平台走向商 广东DDR测试代理商用DDR的BGA探头引出测试信号;
现做一个测试电路,类似于图5,驱动源是一个线性的60Ohms阻抗输出的梯形信号,信号的上升沿和下降沿均为100ps,幅值为1V。此信号源按照图6的三种方式,且其端接一60Ohms的负载,其激励为一800MHz的周期信号。在0.5V这一点,我们观察从信号源到接收端之间的时间延迟,显示出来它们之间的时延差异。其结果如图7所示,在图中只显示了信号的上升沿,从这图中可以很明显的看出,带有四个地过孔环绕的过孔时延同直线相比只有3ps,而在没有地过孔环绕的情况下,其时延是8ps。由此可知,在信号过孔的周围增加地过孔的密度是有帮助的。然而,在4层板的PCB里,这个就显得不是完全的可行性,由于其信号线是靠近电源平面的,这就使得信号的返回路径是由它们之间的耦合程度来决定的。所以,在4层的PCB设计时,为符合电源完整性(powerintegrity)要求,对其耦合程度的控制是相当重要的。
实际的电源完整性是相当复杂的,其中要考虑到IC的封装、仿真信号的切换频率和PCB耗电网络。对于PCB设计来说,目标阻抗的去耦设计是相对来说比较简单的,也是比较实际的解决方案。在DDR的设计上有三类电源,它们是VDD、VTT和Vref。VDD的容差要求是5%,而其瞬间电流从Idd2到Idd7大小不同,详细在JEDEC里有叙述。通过电源层的平面电容和用的一定数量的去耦电容,可以做到电源完整性,其中去耦电容从10nF到10uF大小不同,共有10个左右。另外,表贴电容合适,它具有更小的焊接阻抗。Vref要求更加严格的容差性,但是它承载着比较小的电流。显然,它只需要很窄的走线,且通过一两个去耦电容就可以达到目标阻抗的要求。由于Vref相当重要,所以去耦电容的摆放尽量靠近器件的管脚。然而,对VTT的布线是具有相当大的挑战性,因为它不只要有严格的容差性,而且还有很大的瞬间电流,不过此电流的大小可以很容易的就计算出来。终,可以通过增加去耦电容来实现它的目标阻抗匹配。在4层板的PCB里,层之间的间距比较大,从而失去其电源层间的电容优势,所以,去耦电容的数量将增加,尤其是小于10nF的高频电容。详细的计算和仿真可以通过EDA工具来实现。DDR信号质量自动测试软件;
对于DDR2和DDR3,时钟信号是以差分的形式传输的,而在DDR2里,DQS信号是以单端或差分方式通讯取决于其工作的速率,当以高度速率工作时则采用差分的方式。显然,在同样的长度下,差分线的切换时延是小于单端线的。根据时序仿真的结果,时钟信号和DQS也许需要比相应的ADDR/CMD/CNTRL和DATA线长一点。另外,必须确保时钟线和DQS布在其相关的ADDR/CMD/CNTRL和DQ线的当中。由于DQ和DM在很高的速度下传输,所以,需要在每一个字节里,它们要有严格的长度匹配,而且不能有过孔。差分信号对阻抗不连续的敏感度比较低,所以换层走线是没多大问题的,在布线时优先考虑布时钟线和DQS。DDR4信号质量自动测试软件;安徽DDR测试销售价格
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4.时延匹配在做到时延的匹配时,往往会在布线时采用trombone方式走线,另外,在布线时难免会有切换板层的时候,此时就会添加一些过孔。不幸的是,但所有这些弯曲的走线和带过孔的走线,将它们拉直变为等长度理想走线时,此时它们的时延是不等的,
显然,上面讲到的trombone方式在时延方面同直走线的不对等是很好理解的,而带过孔的走线就更加明显了。在中心线长度对等的情况下,trombone走线的时延比直走线的实际延时是要来的小的,而对于带有过孔的走线,时延是要来的大的。这种时延的产生,这里有两种方法去解决它。一种方法是,只需要在EDA工具里进行精确的时延匹配计算,然后控制走线的长度就可以了。而另一种方法是在可接受的范围内,减少不匹配度。对于trombone线,时延的不对等可以通过增大L3的长度而降低,因为并行线间会存在耦合,其详细的结果,可以通过SigXP仿真清楚的看出,L3长度的不同,其结果会有不同的时延,尽可能的加长S的长度,则可以更好的降低时延的不对等。对于微带线来说,L3大于7倍的走线到地的距离是必须的。 广西测量DDR测试
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