工业规范标准,Specification:如果所设计的功能模块要实现某种工业标准接口或者协议,那一定要找到相关的工业规范标准,读懂规范之后,才能开始设计。
因此,为实现本设计实例中的DDR模块,需要技术资料和文档。
由于我们要设计DDR存诸模块,那么在所有的资料当中,应该较早了解DDR规范。通过对DDR规范文件JEDEC79R]的阅读,我们了解到,设计一个DDR接口,需要满足规范中规定的DC,AC特性及信号时序特征。下面我们从设计规范要求和器件本身特性两个方面来解读,如何在设计中满足设计要求。 DDR总线一致性测试对示波器带宽的要求;机械DDR一致性测试一致性测试
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。海南DDR一致性测试检查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。
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。
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。 DDR地址、命令总线的一致性测试。
DDR地址、命令总线的一致性测试
DDR的地址、命令总线的信号完整性测试主要测试其波形和时序参数。地址总线An、 命令总线/RAS、/CAS、/WE、/CS需要测试的信号品质主要包括:Vmax (最大电压值);Vmin (小电压值);Overshoot (过冲)和Undershoot (下冲)的持续时间的大值;Slew Rate (斜率);Ringback (回沟)等。还需要测试相对于时钟边沿的Setup Time (建立时间)和Hold Time (保持时间)。建立时间和保持时间的定义如图7.134所示,其中加为建立时间,如为 保持时间,针对DDR400,加和如为0.7ns。
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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。 机械DDR一致性测试一致性测试
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(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 ...