DDR4/5与LPDDR4/5 的信号质量测试
由于基于DDR颗粒或DDR DIMM的系统需要适配不同的平台,应用场景千差万别, 因此需要进行详尽的信号质量测试才能保证系统的可靠工作。对于DDR4及以下的标准 来说,物理层一致性测试主要是发送的信号质量测试;对于DDR5标准来说,由于接收端出 现了均衡器,所以还要包含接收测试。
DDR信号质量的测试也是使用高带宽的示波器。对于DDR的信号,技术规范并没有 给出DDR信号上升/下降时间的具体参数,因此用户只有根据使用芯片的实际快上升/ 下降时间来估算需要的示波器带宽。通常对于DDR3信号的测试,推荐的示波器和探头的带宽在8GHz;DDR4测试建议的测试系统带宽是12GHz;而DDR5测试则推荐使用 16GHz以上带宽的示波器和探头系统。 DDR4 和 LPDDR4 一致性测试软件。四川DDR一致性测试DDR测试
相关器件的应用手册,ApplicationNote:在这个文档中,厂家一般会提出一些设计建议,甚至参考设计,有时该文档也会作为器件手册的一部分出现在器件手册文档中。但是在资料的搜集和准备中,要注意这些信息是否齐备。
参考设计,ReferenceDesiqn:对于比较复杂的器件,厂商一般会提供一些参考设计,以帮助使用者尽快实现解决方案。有些厂商甚至会直接提供原理图,用户可以根据自己的需求进行更改。
IBIS 文件:这个对高速设计而言是必需的,获得的方法前面已经讲过。 甘肃HDMI测试DDR一致性测试扩展 DDR4 和 LPDDR4 合规性测试软件的功能。
除了DDR以外,近些年随着智能移动终端的发展,由DDR技术演变过来的LPDDR (Low-Power DDR,低功耗DDR)也发展很快。LPDDR主要针对功耗敏感的应用场景,相 对于同一代技术的DDR来说会采用更低的工作电压,而更低的工作电压可以直接减少器 件的功耗。比如LPDDR4的工作电压为1. 1V,比标准的DDR4的1.2V工作电压要低一 些,有些厂商还提出了更低功耗的内存技术,比如三星公司推出的LPDDR4x技术,更是把 外部I/O的电压降到了0.6V。但是要注意的是,更低的工作电压对于电源纹波和串扰噪 声会更敏感,其电路设计的挑战性更大。除了降低工作电压以外,LPDDR还会采用一些额 外的技术来节省功耗,比如根据外界温度自动调整刷新频率(DRAM在低温下需要较少刷 新)、部分阵列可以自刷新,以及一些对低功耗的支持。同时,LPDDR的芯片一般体积更 小,因此占用的PCB空间更小。
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 DDR2 DDR3 DDR4 和 DDR5 内存带宽;
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。 DDR4存储器设计的信号完整性。甘肃HDMI测试DDR一致性测试
用于 DDR、DDR2、DDR3、DDR4 调试和验证的总线解码器。四川DDR一致性测试DDR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。 四川DDR一致性测试DDR测试
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由于DDR4的数据速率会达到3.2GT/s以上,DDR5的数据速率更高,所以对逻辑分析仪的要求也要很高,需要状态采样时钟支持1.6GHz以上且在双采样模式下支持3.2Gbps 以上的数据速率。基于高速逻辑分析仪的DDR4/5协议测试系统。图中是通过 DIMM条的适配器夹具把上百路信号引到逻辑分析仪,相应的适配器要经过严格测试,确 保在其标称的速率下不会因为信号质量问题对协议测试结果造成影响。目前的逻辑分析仪可以支持4Gbps以上信号的采集和分析。DDR4 一致性测试平台插件。四川数字信号DDR一致性测试 相关器件的应用手册,ApplicationNote:在这个文档中,厂家一般会提出一些设计...