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          DDR信號測量方法及信號完整性驗證面臨的挑戰(zhàn)與建議

          作者: 時間:2010-09-26 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          1. 概述

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/195281.htm

            如今,存儲器件在計算機、汽車與消費電子產(chǎn)品上可謂無所不在。其中 SDRAM(雙數(shù)據(jù)率同步動態(tài)隨機存取存儲器)是最常用的存儲器設(shè)計技術(shù)之一,而隨著該技術(shù)的發(fā)展,其傳輸速率在日益加快,功耗在日益降低。

            傳輸速度加快使得此類存儲器的驗證難度呈指數(shù)上升。存儲系統(tǒng)要準確工作,其必須滿足某種最低要求。因為對系統(tǒng)互通性而言非常關(guān)鍵,或者說只有保持才能保證不同廠商生產(chǎn)的器件在一起使用時能夠很好地結(jié)合。信號完整性問題會引發(fā)包括時序沖突、協(xié)議背離、時鐘抖動以及由其他總線引發(fā)的錯誤等其它問題。本文介紹了信號的測量,DDR信號驗證中面臨的挑戰(zhàn),并針對其調(diào)試給出了相關(guān)建議。文中提到的適用于DDR、DDR2、 DDR3 和 SDRAM這一類全緩沖的DIMM系統(tǒng)調(diào)試。為簡單起見,這些內(nèi)存技術(shù)在下文中統(tǒng)稱為DDR。

            2.測量方法

            JEDEC規(guī)范定義了DRAM的引腳或球必須滿足的電氣與定時方面的要求。一些較新的DDR DRAM采用了精細球柵陣列(FBGA)封裝,此封裝下的焊接球很難接觸。因此,我們建議測量時,探頭應(yīng)盡可能接近DRAM的球狀焊點。通常,我們可以在與焊接球相連的過孔上或與其相連的電阻靠近DRAM一側(cè)的焊盤上測量。

            目前最高級的差分有源電壓探頭能在探頭頂端容性負載低于0.22pF的情況下達到高達13GHz的測量帶寬。此類工具對DDR信號(通常為單端信號)的影響非常小,很適合DDR測量,強烈建議大家使用。由于DDR信號對噪聲非常敏感,因此建議在測量此類信號時采用帶寬足夠大的示波器,以避免示波器的噪聲影響測量。有些示波器具備帶寬壓縮功能,能調(diào)節(jié)至恰好適合測量的帶寬,以實現(xiàn)最精確和可重復(fù)的測量。圖1所示為13 GHz差分有源探頭連接到DDR2 DIMM的過孔上的情形。

            3.信號驗證所面臨的挑戰(zhàn)

            同一根數(shù)據(jù)總線上的DDR數(shù)據(jù)傳輸是雙向的。這使DDR信號驗證變得非常困難,因為我們首先必須分離數(shù)據(jù)總線上復(fù)雜的數(shù)據(jù)流才能對其進行信號完整性測量。而要想獨立分析(由存儲控制器和DDR芯片驅(qū)動的)信號完整性和定時關(guān)系,也必須分離數(shù)據(jù)流。

            在探頭和數(shù)據(jù)總線上存在三種狀態(tài),讀操作(輸出信號)、寫操作(輸入信號)和高阻(空閑狀態(tài))。8條數(shù)據(jù)總線構(gòu)成一個數(shù)據(jù)群,這個數(shù)據(jù)群與一個選通信號實現(xiàn)源同步。讀信號與寫信號之間有一個重要差異:寫信號與選通信號的邊沿有90度相差,而讀信號與選通信號的邊沿是對齊的。

            由于DDR信令比較復(fù)雜,因此為了能快速測試、調(diào)試和解決信號上的問題,我們希望能簡單地分離讀/寫比特。此時,最常用的是通過眼圖分析來幫助檢查DDR信號是否滿足電壓、定時和抖動方面的要求。

            圖1:13 GHz差分有源電壓探頭連接到DDR2 DIMM的過孔上。


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