DDR系統(tǒng)設(shè)計過程,以及將實際的設(shè)計需求和DDR規(guī)范中的主要性能指標(biāo)相結(jié)合,我們以一個實際的設(shè)計分析實例來說明,如何在一個DDR系統(tǒng)設(shè)計中,解讀并使用DDR規(guī)范中的參數(shù),應(yīng)用到實際的系統(tǒng)設(shè)計中。某項目中,對DDR系統(tǒng)的功能模塊細化框圖。在這個系統(tǒng)中,對DDR的設(shè)計需求如下。
整個DDR功能模塊由四個512MB的DDR芯片組成,選用Micron的DDR存諸芯片MT46V64M8BN-75。每個DDR芯片是8位數(shù)據(jù)寬度,構(gòu)成32位寬的2GBDDR存諸單元,地址空間為Add<13..0>,分四個Bank,尋址信號為BA<1..0>。 DDR3和 DDR4設(shè)計分成幾個方面:仿真、有源信號驗證和功能測試。用于電氣物理層、協(xié)議層和功能測試解決方案。上海DDR一致性測試高速信號傳輸
RDIMM(RegisteredDIMM,寄存器式雙列直插內(nèi)存)有額外的RCD(寄存器時鐘驅(qū)動器,用來緩存來自內(nèi)存控制器的地址/命令/控制信號等)用于改善信號質(zhì)量,但額外寄存器的引入使得其延時和功耗較大。LRDIMM(LoadReducedDIMM,減載式雙列直插內(nèi)存)有額外的MB(內(nèi)存緩沖,緩沖來自內(nèi)存控制器的地址/命令/控制等),在技術(shù)實現(xiàn)上并未使用復(fù)雜寄存器,只是通過簡單緩沖降低內(nèi)存總線負載。RDIMM和LRDIMM通常應(yīng)用在高性能、大容量的計算系統(tǒng)中。
綜上可見,DDR內(nèi)存的發(fā)展趨勢是速率更高、封裝更密、工作電壓更低、信號調(diào)理技術(shù) 更復(fù)雜,這些都對設(shè)計和測試提出了更高的要求。為了從仿真、測試到功能測試階段保證DDR信號的波形質(zhì)量和時序裕量,需要更復(fù)雜、更的仿真、測試和分析工具。
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DDR簡介與信號和協(xié)議測試
DDR/LPDDR簡介
目前在計算機主板和各種嵌入式的應(yīng)用中,存儲器是必不可少的。常用的存儲器有兩 種: 一種是非易失性的,即掉電不會丟失數(shù)據(jù),常用的有Flash(閃存)或者ROM(Read-Only Memory),這種存儲器速度較慢,主要用于存儲程序代碼、文件以及長久的數(shù)據(jù)信息等;另 一種是易失性的,即掉電會丟失數(shù)據(jù),常用的有RAM(Random Access Memory,隨機存儲 器),這種存儲器運行速度較快,主要用于程序運行時的程序或者數(shù)據(jù)緩存等。圖5.1是市 面上一些主流存儲器類型的劃分。
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DDR SDRAM即我們通常所說的DDR內(nèi)存,DDR內(nèi)存的發(fā)展已經(jīng)經(jīng)歷了五代,目前 DDR4已經(jīng)成為市場的主流,DDR5也開始進入市場。對于DDR總線來說,我們通常說的 速率是指其數(shù)據(jù)線上信號的快跳變速率。比如3200MT/s,對應(yīng)的工作時鐘速率是 1600MHz。3200MT/s只是指理想情況下每根數(shù)據(jù)線上比較高傳輸速率,由于在DDR總線 上會有讀寫間的狀態(tài)轉(zhuǎn)換時間、高阻態(tài)時間、總線刷新時間等,因此其實際的總線傳輸速率 達不到這個理想值。 DDR1 電氣一致性測試應(yīng)用軟件。
對DDR5來說,設(shè)計更為復(fù)雜,仿真軟件需要幫助用戶通過應(yīng)用IBIS模型針對基于 DDR5顆粒或DIMM的系統(tǒng)進行仿真驗證,比如仿真驅(qū)動能力、隨機抖動/確定性抖動、寄 生電容、片上端接ODT、信號上升/下降時間、AGC(自動增益控制)功能、4taps DFE(4抽頭 判決反饋均衡)等。
DDR的讀寫信號分離
對于DDR總線來說,真實總線上總是讀寫同時存在的。規(guī)范對于讀時序和寫時序的 相關(guān)時間參數(shù)要求是不一樣的,讀信號的測量要參考讀時序的要求,寫信號的測量要參考寫 時序的要求。因此要進行DDR信號的測試,第一步要做的是從真實工作的總線上把感興 趣的讀信號或者寫信號分離出來。JEDEC協(xié)會規(guī)定的DDR4總線的 一個工作時 序圖(參考資料: JEDEC STANDARD DDR4 SDRAM,JESD79-4),可以看到對于讀和寫信 號來說,DQS和DQ間的時序關(guān)系是不一樣的。 DDR4參數(shù)測試參考解決方案.校準(zhǔn)DDR一致性測試方案商
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JEDEC組織發(fā)布的主要的DDR相關(guān)規(guī)范,對發(fā)布時間、工作頻率、數(shù)據(jù) 位寬、工作電壓、參考電壓、內(nèi)存容量、預(yù)取長度、端接、接收機均衡等參數(shù)做了從DDR1 到 DDR5的電氣特性詳細對比??梢钥闯鯠DR在向著更低電壓、更高性能、更大容量方向演 進,同時也在逐漸采用更先進的工藝和更復(fù)雜的技術(shù)來實現(xiàn)這些目標(biāo)。以DDR5為例,相 對于之前的技術(shù)做了一系列的技術(shù)改進,比如在接收機內(nèi)部有均衡器補償高頻損耗和碼間 干擾影響、支持CA/CS訓(xùn)練優(yōu)化信號時序、支持總線反轉(zhuǎn)和鏡像引腳優(yōu)化布線、支持片上 ECC/CRC提高數(shù)據(jù)訪問可靠性、支持Loopback(環(huán)回)便于IC調(diào)測等。上海DDR一致性測試高速信號傳輸