通常测量眼图很有效的一种方法就是使用示波器的眼图测量功能,即用时钟做触发对数 据信号进行累积,看累积结果的差情况是否在可以容许的范围内。但遗憾的是,想用这种 方法直接测量DDR的信号质量非常困难,因为DDR信号读写时序是不一样的。
可以看到,写数据(DQ)的跳变位置对应着锁存信号(DQS)的中心,而 读数据的跳变位置却对应着锁存信号的边沿,而且在总线上还有三态,因此如果直接用DQS 触发对DQ累积进行眼图测量的话,会得到的结果。 DDR4参数测试参考解决方案.通信DDR一致性测试一致性测试
由于读/写时序不一样造成的另一个问题是眼图的测量。在DDR3及之前的规范中没 有要求进行眼图测试,但是很多时候眼图测试是一种快速、直观衡量信号质量的方法,所以 许多用户希望通过眼图来评估信号质量。而对于DDR4的信号来说,由于时间和幅度的余量更小,必须考虑随机抖动和随机噪声带来的误码率的影响,而不是做简单的建立/保 持时间的测量。因此在DDR4的测试要求中,就需要像很多高速串行总线一样对信号叠加 生成眼图,并根据误码率要求进行随机成分的外推,然后与要求的小信号张开窗口(类似 模板)进行比较。图5 . 8是DDR4规范中建议的眼图张开窗口的测量方法(参考资料: JEDEC STANDARD DDR4 SDRAM,JESD79-4)。通信DDR一致性测试一致性测试DDR3 和 LPDDR3 一致性测试应用软件。
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。
JEDEC组织发布的主要的DDR相关规范,对发布时间、工作频率、数据 位宽、工作电压、参考电压、内存容量、预取长度、端接、接收机均衡等参数做了从DDR1 到 DDR5的电气特性详细对比。可以看出DDR在向着更低电压、更高性能、更大容量方向演 进,同时也在逐渐采用更先进的工艺和更复杂的技术来实现这些目标。以DDR5为例,相 对于之前的技术做了一系列的技术改进,比如在接收机内部有均衡器补偿高频损耗和码间 干扰影响、支持CA/CS训练优化信号时序、支持总线反转和镜像引脚优化布线、支持片上 ECC/CRC提高数据访问可靠性、支持Loopback(环回)便于IC调测等。DDR4 和 LPDDR4 发射机一致性测试应用软件的技术指标。
为了针对复杂信号进行更有效的读/写信号分离,现代的示波器还提供了很多高级的信号 分离功能,在DDR测试中常用的有图形区域触发的方法和基于建立/保持时间的触发方法。
图形区域触发是指可以用屏幕上的特定区域(Zone)定义信号触发条件。用 区域触发功能对DDR的读/写信号分离的 一 个例子。用锁存信号DQS信号触发可以看到 两种明显不同的DQS波形, 一 种是读时序的DQS波形,另 一 种是写信号的DQS波形。打 开区域触发功能后,通过在屏幕上的不同区域画不同的方框,就可以把感兴趣区域的DQS 波形保留下来,与之对应的数据线DQ上的波形也就保留下来了。 DDR2/3/4 和 LPDDR2/3 的协议一致性测试和分析工具箱。通信DDR一致性测试一致性测试
DDR DDR2 DDR3 DDR4 和 DDR5 内存带宽;通信DDR一致性测试一致性测试
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。 通信DDR一致性测试一致性测试
(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 ...