制定DDR 内存规范的标准化组织是JEDEC(Joint Electron Device Engineering Council,)。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 用。图5.2展示了DRAM技术速率的发展。DDR 设计和测试解决方案;DDR一致性测试安装
对于嵌入式应用的DDR的协议测试, 一般是DDR颗粒直接焊接在PCB板上,测试可 以选择针对逻辑分析仪设计的BGA探头。也可以设计时事先在板上留测试点,把被测信 号引到一些按一定规则排列的焊盘上,再通过相应探头的排针顶在焊盘上进行测试。
协议测试也可以和信号质量测试、电源测试结合起来,以定位由于信号质量或电源问题 造成的数据错误。图5.23是一个LPDDR4的调试环境,测试中用逻辑分析仪观察总线上 的数据,同时用示波器检测电源上的纹波和瞬态变化,通过把总线解码的数据和电源瞬态变 化波形做时间上的相关和同步触发,可以定位由于电源变化造成的总线读/写错误问题。 解决方案DDR一致性测试销售DDR命令、地址和地址总线的建立时间和保持时间定义。
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
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 D D R 来 说 , D D R 4 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 D D R 5 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。 DDR2/3/4 和 LPDDR2/3 的协议一致性测试和分析工具箱。
DDR 规范的 DC 和 AC 特性
对于任何一种接口规范的设计,首先要搞清楚系统中传输的是什么样的信号,也就是驱动器能发出什么样的信号,接收器能接受和判别什么样的信号,用术语讲,就是信号的DC和AC特性要求。
在DDR规范文件JEDEC79R的第51页[TABLE6:ELECTRICALCHARACTERISTICSANDDCOPERATINGCONDITIONS]中对DDR的DC有明确要求:VCC=+2.5V+0.2V,Vref=+1.25V±0.05V,VTT=Vref±0.04V.
在我们的实际设计中,除了要精确设计供电电源模块之外,还需要对整个电源系统进行PI仿真,而这是高速系统设计中另一个需要考虑的问题,在这里我们先不讨论它,暂时认为系统能够提供稳定的供电电源。
除DC特性外,我们还应该注意规范中提到的AC特性,所谓AC特性,就是信号在高速利转状态下所表现出的动态变化特性。DDR规范中第60页,对外于云态变化的地址信号、控制信号及数据信号分别给出了交流特性的要求。为方便读者,现把规范中对干信号交流特性的要求复制到这里,作为高速系统设计的一部分,要确保在我们的系统中,所有处于高速工作状态下的DDR信号要符合这个AC特性规范。 DDR3 和 LPDDR3 一致性测试应用软件。解决方案DDR一致性测试销售
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。DDR一致性测试安装
DDR的信号探测技术
在DDR的信号测试中,还有 一 个要解决的问题是怎么找到相应的测试点进行信号探 测。由于DDR的信号不像PCle、SATA、USB等总线 一 样有标准的连接器,通常都是直接 的BGA颗粒焊接,而且JEDEC对信号规范的定义也都是在内存颗粒的BGA引脚上,这就 使得信号探测成为一个复杂的问题。
比如对于DIMM条的DDR信号质量测试来说,虽然在金手指上测试是方便的找到 测试点的方法,但是测得的信号通常不太准确。原因是DDR总线的速率比较高,而且可能 经过金手指后还有信号的分叉,这就造成金手指上的信号和内存颗粒引脚上的信号形状差异很大。 DDR一致性测试安装
(2)根据读/写信号的幅度不同进行分离。如果PCB走线长度比较 长,在不同位置测试时可能读/写信号的幅度不太一样,可以基于幅度进行触发分离。但是 这种方法对于走线长度不长或者读/写信号幅度差别不大的场合不太适用。 (3)根据RAS、CAS、CS、WE等控制信号进行分离。这种方法使用控制信号的读/写 来判决当前的读写指令,是可靠的方法。但是由于要同时连接多个控制信号以及Clk、 DQS、DQ等信号,要求示波器的通道数多于4个,只有带数字通道的混合信号示波器才能 满足要求,而且数字通道的采样率也要比较高。图5.11是用带高速数字通道的示波器触发 并采集到的DDR信号波形。 DDR ...