克劳德高速数字信号测试实验室致敬信息论创始人克劳德·艾尔伍德·香农,以成为高数信号传输测试界的带头者为奋斗目标。
克劳德高速数字信号测试实验室重心团队成员从业测试领域10年以上。实验室配套KEYSIGHT/TEK主流系列示波器、误码仪、协议分析仪、矢量网络分析仪及附件,使用PCIE/USB-IF/WILDER等行业指定品牌夹具。坚持以专业的技术人员,严格按照行业测试规范,配备高性能的权能测试设备,提供给客户更精细更权能的全方面的专业服务。 克劳德高速数字信号测试实验室提供具深度的专业知识及一系列认证测试、预认证测试及错误排除信号完整性测试、多端口矩阵测试、HDMI测试、USB测试等方面测试服务。 DDR平均速率以及变化情况;福建信息化DDR测试
6.信号及电源完整性这里的电源完整性指的是在比较大的信号切换情况下,其电源的容差性。当未符合此容差要求时,将会导致很多的问题,比如加大时钟抖动、数据抖动和串扰。这里,可以很好的理解与去偶相关的理论,现在从”目标阻抗”的公式定义开始讨论。Ztarget=Voltagetolerance/TransientCurrent(1)在这里,关键是要去理解在差的切换情况下瞬间电流(TransientCurrent)的影响,另一个重要因素是切换的频率。在所有的频率范围里,去耦网络必须确保它的阻抗等于或小于目标阻抗(Ztarget)。在一块PCB上,由电源和地层所构成的电容,以及所有的去耦电容,必须能够确保在100KHz左右到100-200MH左右之间的去耦作用。频率在100KHz以下,在电压调节模块里的大电容可以很好的进行去耦。而频率在200MHz以上的,则应该由片上电容或用的封装好的电容进行去耦。福建信息化DDR测试DDR总线利用率和读写吞吐率的统计;
只在TOP和BOTTOM层进行了布线,存储器由两片的SDRAM以菊花链的方式所构成。而在DIMM的案例里,只有一个不带缓存的DIMM被使用。对TOP/BOTTOM层布线的一个闪照图和信号完整性仿真图。
ADDRESS和CLOCK网络,右边的是DATA和DQS网络,其时钟频率在800 MHz,数据通信率为1600Mbps
ADDRESS和CLOCK网络,右边的是DATA和DQS网络,其时钟频率在400 MHz,数据通信率为800Mbps
ADDRESS和CLOCK网络,右边的是DATA和DQS网络
个经过比较过的数据信号眼图,一个是仿真的结果,而另一个是实际测量的。在上面的所有案例里,波形的完整性的完美程度都是令人兴奋的。
11.结论本文,针对DDR2/DDR3的设计,SI和PI的各种相关因素都做了的介绍。对于在4层板里设计800Mbps的DDR2和DDR3是可行的,但是对于DDR3-1600Mbps是具有很大的挑战性。
2.PCB的叠层(stackup)和阻抗对于一块受PCB层数约束的基板(如4层板)来说,其所有的信号线只能走在TOP和BOTTOM层,中间的两层,其中一层为GND平面层,而另一层为VDD平面层,Vtt和Vref在VDD平面层布线。而当使用6层来走线时,设计一种拓扑结构变得更加容易,同时由于Power层和GND层的间距变小了,从而提高了电源完整性。互联通道的另一参数阻抗,在DDR2的设计时必须是恒定连续的,单端走线的阻抗匹配电阻50Ohms必须被用到所有的单端信号上,且做到阻抗匹配,而对于差分信号,100Ohms的终端阻抗匹配电阻必须被用到所有的差分信号终端,比如CLOCK和DQS信号。另外,所有的匹配电阻必须上拉到VTT,且保持50Ohms,ODT的设置也必须保持在50Ohms。在DDR3的设计时,单端信号的终端匹配电阻在40和60Ohms之间可选择的被设计到ADDR/CMD/CNTRL信号线上,这已经被证明有很多的优点。而且,上拉到VTT的终端匹配电阻根据SI仿真的结果的走线阻抗,电阻值可能需要做出不同的选择,通常其电阻值在30-70Ohms之间。而差分信号的阻抗匹配电阻始终在100Ohms。DDR规范里关于信号建立;
DDR测试
DDR5的接收端容限测试
前面我们在介绍USB3.0、PCIe等高速串行总线的测试时提到过很多高速的串行总线由于接收端放置有均衡器,因此需要进行接收容限的测试以验证接收均衡器和CDR在恶劣信号下的表现。对于DDR来说,DDR4及之前的总线接收端还相对比较简单,只是做一些匹配、时延、阈值的调整。但到了DDR5时代(图5.19),由于信号速率更高,因此接收端也开始采用很多高速串行总线中使用的可变增益调整以及均衡器技术,这也使得DDR5测试中必须关注接收均衡器的影响,这是之前的DDR测试中不曾涉及的。 DDR测试技术介绍与工具分析;福建信息化DDR测试
DDR4信号完整性测试案例;福建信息化DDR测试
3.互联拓扑对于DDR2和DDR3,其中信号DQ、DM和DQS都是点对点的互联方式,所以不需要任何的拓扑结构,然而例外的是,在multi-rankDIMMs(DualInLineMemoryModules)的设计中并不是这样的。在点对点的方式时,可以很容易的通过ODT的阻抗设置来做到阻抗匹配,从而实现其波形完整性。而对于ADDR/CMD/CNTRL和一些时钟信号,它们都是需要多点互联的,所以需要选择一个合适的拓扑结构,图2列出了一些相关的拓扑结构,其中Fly-By拓扑结构是一种特殊的菊花链,它不需要很长的连线,甚至有时不需要短线(Stub)。对于DDR3,这些所有的拓扑结构都是适用的,然而前提条件是走线要尽可能的短。Fly-By拓扑结构在处理噪声方面,具有很好的波形完整性,然而在一个4层板上很难实现,需要6层板以上,而菊花链式拓扑结构在一个4层板上是容易实现的。另外,树形拓扑结构要求AB的长度和AC的长度非常接近(如图2)。考虑到波形的完整性,以及尽可能的提高分支的走线长度,同时又要满足板层的约束要求,在基于4层板的DDR3设计中,合理的拓扑结构就是带有少短线(Stub)的菊花链式拓扑结构。福建信息化DDR测试