DDR測試
主要的DDR相關規范,對發布時間、工作頻率、數據 位寬、工作電壓、參考電壓、內存容量、預取長度、端接、接收機均衡等參數做了從DDR1 到 DDR5的電氣特性詳細對比。可以看出DDR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雜的技術來實現這些目標。以DDR5為例,相 對于之前的技術做了一系列的技術改進,比如在接收機內部有均衡器補償高頻損耗和碼間 干擾影響、支持CA/CS訓練優化信號時序、支持總線反轉和鏡像引腳優化布線、支持片上 ECC/CRC提高數據訪問可靠性、支持Loopback(環回)便于IC調測等。 DDR3規范里關于信號建立;北京自動化DDR測試
現做一個測試電路,類似于圖5,驅動源是一個線性的60Ohms阻抗輸出的梯形信號,信號的上升沿和下降沿均為100ps,幅值為1V。此信號源按照圖6的三種方式,且其端接一60Ohms的負載,其激勵為一800MHz的周期信號。在0.5V這一點,我們觀察從信號源到接收端之間的時間延遲,顯示出來它們之間的時延差異。其結果如圖7所示,在圖中只顯示了信號的上升沿,從這圖中可以很明顯的看出,帶有四個地過孔環繞的過孔時延同直線相比只有3ps,而在沒有地過孔環繞的情況下,其時延是8ps。由此可知,在信號過孔的周圍增加地過孔的密度是有幫助的。然而,在4層板的PCB里,這個就顯得不是完全的可行性,由于其信號線是靠近電源平面的,這就使得信號的返回路徑是由它們之間的耦合程度來決定的。所以,在4層的PCB設計時,為符合電源完整性(powerintegrity)要求,對其耦合程度的控制是相當重要的。北京自動化DDR測試DDR2總線上的信號波形;
對于DDR2和DDR3,時鐘信號是以差分的形式傳輸的,而在DDR2里,DQS信號是以單端或差分方式通訊取決于其工作的速率,當以高度速率工作時則采用差分的方式。顯然,在同樣的長度下,差分線的切換時延是小于單端線的。根據時序仿真的結果,時鐘信號和DQS也許需要比相應的ADDR/CMD/CNTRL和DATA線長一點。另外,必須確保時鐘線和DQS布在其相關的ADDR/CMD/CNTRL和DQ線的當中。由于DQ和DM在很高的速度下傳輸,所以,需要在每一個字節里,它們要有嚴格的長度匹配,而且不能有過孔。差分信號對阻抗不連續的敏感度比較低,所以換層走線是沒多大問題的,在布線時優先考慮布時鐘線和DQS。
DDR測試
DDR信號的要求是針對DDR顆粒的引腳上的,但是通常DDR芯片采用BGA封裝,引腳無法直接測試到。即使采用了BGA轉接板的方式,其測試到的信號與芯片引腳處的信號也仍然有一些差異。為了更好地得到芯片引腳處的信號質量,一種常用的方法是在示波器中對PCB走線和測試夾具的影響進行軟件的去嵌入(De-embedding)操作。去嵌入操作需要事先知道整個鏈路上各部分的S參數模型文件(通常通過仿真或者實測得到),并根據實際測試點和期望觀察到的點之間的傳輸函數,來計算期望位置處的信號波形,再對這個信號做進一步的波形參數測量和統計。圖5.15展示了典型的DDR4和DDR5信號質量測試環境,以及在示波器中進行去嵌入操作的界面。 DDR信號的眼圖模板要求那些定義;
DDR測試
由于DDR4的數據速率會達到3.2GT/s以上,DDR5的數據速率更高,所以對邏輯分析儀的要求也很高,需要狀態采樣時鐘支持1.6GHz以上且在雙采樣模式下支持3.2Gbps以上的數據速率。圖5.22是基于高速邏輯分析儀的DDR4/5協議測試系統。圖中是通過DIMM條的適配器夾具把上百路信號引到邏輯分析儀,相應的適配器要經過嚴格測試,確保在其標稱的速率下不會因為信號質量問題對協議測試結果造成影響。目前的邏輯分析儀可以支持4Gbps以上信號的采集和分析。 DDR4信號質量自動測試軟件報告;安徽DDR測試配件
DDR有那些測試解決方案;北京自動化DDR測試
只在TOP和BOTTOM層進行了布線,存儲器由兩片的SDRAM以菊花鏈的方式所構成。而在DIMM的案例里,只有一個不帶緩存的DIMM被使用。對TOP/BOTTOM層布線的一個閃照圖和信號完整性仿真圖。
ADDRESS和CLOCK網絡,右邊的是DATA和DQS網絡,其時鐘頻率在800 MHz,數據通信率為1600Mbps
ADDRESS和CLOCK網絡,右邊的是DATA和DQS網絡,其時鐘頻率在400 MHz,數據通信率為800Mbps
ADDRESS和CLOCK網絡,右邊的是DATA和DQS網絡
個經過比較過的數據信號眼圖,一個是仿真的結果,而另一個是實際測量的。在上面的所有案例里,波形的完整性的完美程度都是令人興奮的。
11.結論本文,針對DDR2/DDR3的設計,SI和PI的各種相關因素都做了的介紹。對于在4層板里設計800Mbps的DDR2和DDR3是可行的,但是對于DDR3-1600Mbps是具有很大的挑戰性。 北京自動化DDR測試
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