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信号完整性测试DDR一致性测试检查

来源: 发布时间:2023年08月01日

DDR4/5与LPDDR4/5 的信号质量测试

由于基于DDR颗粒或DDR DIMM的系统需要适配不同的平台,应用场景千差万别, 因此需要进行详尽的信号质量测试才能保证系统的可靠工作。对于DDR4及以下的标准 来说,物理层一致性测试主要是发送的信号质量测试;对于DDR5标准来说,由于接收端出 现了均衡器,所以还要包含接收测试。

DDR信号质量的测试也是使用高带宽的示波器。对于DDR的信号,技术规范并没有 给出DDR信号上升/下降时间的具体参数,因此用户只有根据使用芯片的实际快上升/ 下降时间来估算需要的示波器带宽。通常对于DDR3信号的测试,推荐的示波器和探头的带宽在8GHz;DDR4测试建议的测试系统带宽是12GHz;而DDR5测试则推荐使用 16GHz以上带宽的示波器和探头系统。 DDR2/3/4 和 LPDDR2/3 的协议一致性测试和分析工具箱。信号完整性测试DDR一致性测试检查

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RDIMM(RegisteredDIMM,寄存器式双列直插内存)有额外的RCD(寄存器时钟驱动器,用来缓存来自内存控制器的地址/命令/控制信号等)用于改善信号质量,但额外寄存器的引入使得其延时和功耗较大。LRDIMM(LoadReducedDIMM,减载式双列直插内存)有额外的MB(内存缓冲,缓冲来自内存控制器的地址/命令/控制等),在技术实现上并未使用复杂寄存器,只是通过简单缓冲降低内存总线负载。RDIMM和LRDIMM通常应用在高性能、大容量的计算系统中。

综上可见,DDR内存的发展趋势是速率更高、封装更密、工作电压更低、信号调理技术 更复杂,这些都对设计和测试提出了更高的要求。为了从仿真、测试到功能测试阶段保证DDR信号的波形质量和时序裕量,需要更复杂、更的仿真、测试和分析工具。


电气性能测试DDR一致性测试PCI-E测试DDR地址、命令总线的一致性测试。

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克劳德高速数字信号测试实验室

DDR SDRAM即我们通常所说的DDR内存,DDR内存的发展已经经历了五代,目前 DDR4已经成为市场的主流,DDR5也开始进入市场。对于DDR总线来说,我们通常说的 速率是指其数据线上信号的快跳变速率。比如3200MT/s,对应的工作时钟速率是 1600MHz。3200MT/s只是指理想情况下每根数据线上比较高传输速率,由于在DDR总线 上会有读写间的状态转换时间、高阻态时间、总线刷新时间等,因此其实际的总线传输速率 达不到这个理想值。

以上只是 一 些进行DDR读/写信号分离的常用方法,根据不同的信号情况可以做选 择。对于DDR信号的 一 致性测试来说,用户还可以选择另外的方法,比如根据建立/保持 时间的不同进行分离或者基于CA信号突发时延的方法(CA高接下来对应读操作,CA低 接下来对应写操作)等,甚至未来有可能采用一些机器学习(Machine Learning)的方法对 读/写信号进行判别。读时序和写时序波形分离出来以后,就可以方便地进行波形参数或者 眼图模板的测量。

克劳德高速数字信号测试实验室 DDR原理及物理层一致性测试;

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在实际探测时,对于DDR的CLK和DQS,由于通常是差分的信号(DDR1和DDR2的 DQS还是单端信号,DDR3以后的DQS就是差分的了),所以 一般用差分探头测试。DQ信 号是单端信号,所以用差分或者单端探头测试都可以。另外,DQ信号的数量很多,虽然逐 个测试是严格的方法,但花费时间较多,所以有时用户会选择一些有代表性的信号进行测 试,比如选择走线长度长、短、中间长度的DQ信号进行测试。

还有些用户想在温箱里对DDR信号质量进行测试,比如希望的环境温度变化范围为-40~85℃,这对于使用的示波器探头也是个挑战。 一般示波器的探头都只能在室温下工 作,在极端的温度条件下探头可能会被损坏。如果要在温箱里对信号进行测试,需要选择一 些特殊的能承受高温的探头。比如一些特殊的差分探头通过延长电缆可以在-55~150℃ 的温度范围提供12GHz的测量带宽;还有一些宽温度范围的单端有源探头,可以在-40~ 85℃的温度范围内提供1.5GHz的测量带宽。 DDR4 一致性测试软件;电气性能测试DDR一致性测试PCI-E测试

DDR眼图读写分离的传统方法。信号完整性测试DDR一致性测试检查

由于DDR5工作时钟比较高到3.2GHz,系统裕量很小,因此信号的 随机和确定性抖动对于数据的正确传输至关重要,需要考虑热噪声引入的RJ、电源噪声引 入的PJ、传输通道损耗带来的DJ等影响。DDR5的测试项目比DDR4也更加复杂。比如 其新增了nUI抖动测试项目,并且需要像很多高速串行总线一样对抖动进行分解并评估 RJ、DJ等不同分量的影响。另外,由于高速的DDR5芯片内部都有均衡器芯片,因此实际 进行信号波形测试时也需要考虑模拟均衡器对信号的影响。图5.16展示了典型的DDR5 和LPDDR5测试软件的使用界面和一部分测试结果。信号完整性测试DDR一致性测试检查

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