对DDR5来说,设计更为复杂,仿真软件需要帮助用户通过应用IBIS模型针对基于 DDR5颗粒或DIMM的系统进行仿真验证,比如仿真驱动能力、随机抖动/确定性抖动、寄 生电容、片上端接ODT、信号上升/下降时间、AGC(自动增益控制)功能、4taps DFE(4抽头 判决反馈均衡)等。
DDR的读写信号分离
对于DDR总线来说,真实总线上总是读写同时存在的。规范对于读时序和写时序的 相关时间参数要求是不一样的,读信号的测量要参考读时序的要求,写信号的测量要参考写 时序的要求。因此要进行DDR信号的测试,第一步要做的是从真实工作的总线上把感兴 趣的读信号或者写信号分离出来。JEDEC协会规定的DDR4总线的 一个工作时 序图(参考资料: JEDEC STANDARD DDR4 SDRAM,JESD79-4),可以看到对于读和写信 号来说,DQS和DQ间的时序关系是不一样的。 DDR 设计可分为四个方面:仿真、互连设计、有源信号验证和功能测试。测量DDR一致性测试修理
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。 测量DDR一致性测试修理DDR2 和 LPDDR2 一致性测试软件。
DDR总线上需要测试的参数高达上百个,而且还需要根据信号斜率进行复杂的查表修 正。为了提高DDR信号质量测试的效率,比较好使用御用的测试软件进行测试。使用自动 测试软件的优点是:自动化的设置向导避免连接和设置错误;优化的算法可以减少测试时 间;可以测试JEDEC规定的速率,也可以测试用户自定义的数据速率;自动读/写分离技 术简化了测试操作;能够多次测量并给出一个统计的结果;能够根据信号斜率自动计算建 立/保持时间的修正值。
如果PCB的设计密度不高,用户有可能在DDR颗粒的引脚附近找到PCB过孔,这时可以用焊接或点测探头在过孔上进行信号测量。DDR总线信号质量测试时经常需要至少同时连接CLK、DQS、DQ等信号,且自动测试软件需要运行一段时间,由于使用点测探头人手很难长时间同时保持几路信号连接的可靠性,所以通常会使用焊接探头测试。有时为了方便,也可以把CLK和DQS焊接上,DQ根据需要用点测探头进行测试。有些用户会通过细铜线把信号引出再连接示波器探头,但是因为DDR的信号速率很高,即使是一段1cm左右的没有匹配的铜线也会严重影响信号的质量,因此不建议使用没有匹配的铜线引出信号。有些示波器厂商的焊接探头可以提供稍长一些的经过匹配的焊接线,可以尝试一下这种焊接探头。图5.13所示就是一种用焊接探头在过孔上进行DDR信号测试的例子。DDR4 一致性测试平台插件。
DDR总线一致性测试
工业标准总线一致性测量概述
高速数字系统使用了各种工业标准总线,对这些工业标准总线进行规范一致性测量是确 保系统工作稳定和可靠的关键点之一。“一致性”是对英文单词“Compliance”的中文解释, 美国把按工业标准规范进行的电气参数测量叫作一致性测量。
测试这些工业标准总线,完整和可靠的测试方案是非常重要的。完整的测试方案不仅保证测试准确度,还可以大量节省测试时间,提高工作效率。
工业标准总线完整的测试方案一般包括几部分:测试夹具;探头和附件;自动测试软件;测试仪器。 DDR、DDR2、DDR3 和 DDR4 设计与测试解决方案;测量DDR一致性测试修理
DDR 设计和测试解决方案;测量DDR一致性测试修理
需要注意的是,由于DDR的总线上存在内存控制器和内存颗粒两种主要芯片,所以 DDR的信号质量测试理论上也应该同时涉及这两类芯片的测试。但是由于JEDEC只规定 了对于内存颗粒这一侧的信号质量的要求,因此DDR的自动测试软件也只对这一侧的信 号质量进行测试。对于内存控制器一侧的信号质量来说,不同控制器芯片厂商有不同的要 求,目前没有统一的规范,因此其信号质量的测试还只能使用手动的方法。这时用户可以在 内存控制器一侧选择测试点,并借助合适的信号读/写分离手段来进行手动测试。测量DDR一致性测试修理